一种基于WebServices的教务管理系统的框架设计

王玲

Abstract： With the rapid development of mobile Internet technology and the increasing complexity of educational management， the traditional educational administration system has not been able to guarantee the sharing and compatibility of information data resources and the business interaction in heterogeneous distribution environments. A five-tier framework for teaching management system based on Web Services is designed for these defects. Web Services encapsulation technology is used to break the barriers between business interactions and realize service reorganization， making the system loosely coupled and more flexible.

引言

随着计算机技术的发展和对教务管理系统需求的改变，传统的教务管理系统已经无法与学校办学规模的逐年扩大、管理工作的逐步升级、师生工作学习等业务需求的逐渐提高等要素所匹配，具体表现在数据的共享性、兼容性、安全性、系统的功能完善程度等诸多方面。

基于以上原因，研究和设计了一种基于Web Services的教务管理系统的框架，将Web Services与教务管理系统相结合，有效地实现了不同业务之间的数据交互和集成，较好地解决数据冗余的问题，保证数据的安全性，并支持跨平台数据共享，拓展教务管理系统的功能，提高教务管理工作效率。

1Web Services概述

1.1Web Services基本概念

随着网络技术不断普及和发展，各种组织关于Web Services的解析也内容各异，迄至目前尚不能提出一个标准的定义。接下来将汇集几家相对权威的定义，对其可作如下研究表述。

（1）W3C给出的定义。W3C，就是World Wide Web Consortium，意指万维网联盟，认为Web Services是借助URL（统一资源定位器）来识别的软件应用程序，通过XML对其接口、界面和绑定进行概念描述和发现，利用因特网协议中的消息传输方式达到与其它应用服务程序往来交互的目的[1]。

（2）Microsoft给出的定义。Microsoft认为Web Services是.Net程序设计中的关键，是与其它软件应用服务交流的基础。其它应用服务由标准Web协议来获得Web Services，任一Web Services的生成，如SOAP、XML、WSDL等都是独立的，并可建构各类分布式、跨平台的互操作[2]。

（3）IBM给出的定义。IBM认为Web Services是一种面向服务、模块化的结构，Web中任一位置都可对其进行定位和调用。Web服务不仅可以执行简单指令，繁琐复杂的处理过程也同样可以应对解决。通常来说，一旦Web应用服务准备就绪，其它Web应用服务都能对该准备就绪的Web应用服务定位并调用。

（4）Sun公司给出的定义。Web应用服务是具有可发现、可重组特征的软件构建，Web Services通过其进行访问，定位由UDDI注册来实现，利用Web Services设定的XML接口信息结合Web协议达到通讯的目的，解决问题[3]。

除此以外，还有一些机构或者专家也通过实践研究對Web Services做出了各自不同的定义，并且这些定义都是基于一种非形式化的语言对Web Services进行表述。虽然形式不一，但主旨思想基本一致。对此可得阐释分析如下。

（1）Web Services是一种模块化的、自包含的应用服务，依赖网络基础来推演各类功能，能够被其它应用程序调用，完成远程的服务请求。

（2）Web Services是一个由Internet调用的外部可见的API和应用软件。

（3）Web Services是跨网络、跨软件平台、分布式的技术，能够实现不同平台之间的数据共享，各应用之间可以相互通信。

1.2Web Services特点

在考虑已有成果后研究可知，Web Services的优越性可概括描述如下。

（1）良好的封装性。Web Services是Web上的一个应用软件，能封装成单独实体发布到网络上，使用者只能看到其提供的功能列表。

（2）软件松散耦合。与传统模式各组件间联系紧密不同，松散耦合指某一组件与为之提供服务的另一组件间的依赖程度不高，编程语言和架构平台都相对独立。当某一Web服务引入变动调整时，只要内部接口未做变更，对使用者而言即是透明，无法知晓内部任何处理操作。松散耦合的系统，配置更加自由，易于业务互操作。

（3）可重用性高。结合特点（2），服务之间的交互可以屏蔽掉相关细节和规范，这就为服务提供者在异构分布的环境中配备了更为宽松的动作行为机制。

（4）支持分布异构环境、集成能力高。由于教务系统中各子系统常常存在用不同软件平台和不同编程语言来设计书写的问题，Web Services利用标准、统一的Web协议，可以弥补不同编程语言和不同软件平台之间的差异，这就加强了教务系统各子系统之间的交互，提高了分布异构环境中的集成能力[4]。

1.3Web Services体系结构

本次研究中，Web Services的体系结构则如图1所示。

由图1可以看出，Web Services的体系结构由3个参与者组成[5]，对其可得剖析分述如下。

（1）服务请求者（Service Requester）。Service Requester是指需要寻找或调用服务的一方。可以借助相关的规范传送需要查询的字符串到UDDI数据库调用服务。

（2）服务提供者（Service Provider）。Service Provider可以在发布服务的同时，对来自Service Requester方面送出的相关请求做出回应[6]。从某种角度来说，可将其看作是一个管理服务平台。

（3）服务注册中心（Service Registry）。Service Registry提供服务存储和搜索的功能，借助Service Registry可以建立服务提供者和服务请求者之间的联系，满足双方的需求。

完整的Web Services需要服务提供者、服务请求者和服务注册中心这3个参与者之间通过find（查找）、publish（发布）、bind（绑定）这3种操作来确保交互的有效实施。具体步骤如下[7]。

（1）Service Provider将符合标准的服务发布到UDDI注册中心。

（2）Service Requester发出请求，注册中心依据请求找出满足条件的适合服务，将其返回给服务请求者。

（3）通过返回的服务产生对应的SOAP消息，完成对Web Services的调用。

2基于Web Services技术的教务管理系统的架构研究综合前述的理论研究为依据，这里即研发提出了如图2所示的基于Web Services的教务管理系统的总体架构，其中直观地表现出每个层级的组成部分以及相邻层级间的联系和交互。

由图2可知，该教务管理系统的架构分为5个层次，接下来对这5个层次的功能设计可阐析详述如下。

（1）基础设施层。这是教务管理系统正常运行的软、硬件基础。

（2）数据层。主要包括数据源、数据的加工处理、数据中转区、数据仓库等部分，旨在满足对数据的应用管理需求。数据由业务系统向数据仓库流动，在此教务管理系统中，采用MySQL作为数据库服务器，并对系统中的相关数据开展集中保存、维护和管理。系统中不同的角色通过客户端登录，并在互联网环境下请求访问服务器，从而根据各定制权限实现数据的共享以及彼此之间的信息交换。

（3）服务层。由公共服务和业务服务组成。其中，公共服务涉及到角色管理、权限管理等服务；业务服务包括排课管理、成绩管理、评教管理等，各种服务之间的互操作基于ESB标准。为实现教务管理信息的集成，提出了如图3所示的集成方案[8]。

从图3可以发现，所有的服务发送方和服务接收方都需要向UDDI注册中心发送注册和服务请求。例如，作为教务管理人员可以作为服务提供者，到UDDI注册申请教师课务的功能权限，教师作为服务请求者可以到注册中心请求查看自己的课务信息。同时，系统中的服务请求者也可以作为服务提供者。

此外，每一个功能模块对外都提供统一的Web Services接口，通过SOAP实现内部的封装，屏蔽了分布异构环境的复雜通信，易于全面集成跨平台的教务管理信息，使系统子模块在构成上呈现为松散耦合，系统在设计上也随即更趋便捷、灵活。

（4）业务逻辑层。Web服务是流程重构的基础和重要载体[9]，借助WSDL编写某一种或多种Web服务，同时运用SOAP协议和BPEL，打破业务交互之间的屏障，控制支持分布异构的环境下的数据集成，实现服务的重组，将多个服务组合起来创建新的服务[10]，扩展接口的种类，形成更加复杂的业务。

在业务逻辑层，使用者一旦获得了相关的服务描述，便可向UDDI发出访问和调用请求，当请求获准通过，便可以借助Web服务接口对所请求的服务进行调用，从而实现应用程序与服务之间的跨平台相互关联，在教务管理系统中表现为各种管理功能的应用输出，例如排课管理、学生基本信息管理、成绩管理、评教管理等。

（5）表现层。表现层是使用者与系统实施交互的外在表现形式，用户一般借助浏览器访问各类服务，例如用户可以对自己需要获取的数据发出访问请求，等待服务提供者的响应，当然也可以通过UDDI进行查找、调用，一旦发现可以满足自身需求的服务时直接请求调用。

在此架构教务管理系统中，表现层是教务管理人员、教师、班主任、学生等用户的接口部分，通过浏览器为这些用户提供友好的操作界面，收集和处理用户发出的各种请求，当服务器响应之后再通过静态页面为其返回处理结果。

3结束语

本文分析设计了一种基于Web Services的教务管理系统的5层框架，将Web Services技术引入其中，弥补了不同编程语言和不同软件平台之间的差异，充分解决了教务系统各功能模块或子系统之间的交互问题，从而有效增强了系统的灵活性和可重用性。（下转第88页）参考文献

[1] 杨鹤. Web Services 在数字化校园信息集成中的应用研究[D]. 乌鲁木齐：新疆师范大学，2009.

[2] 邵丽萍，肖世德. 新一代 Web 开发技术 ASP.NET 的发展与探析[J]. 微计算机信息，2005，21（1）：190-192.

[3] 陶强. Web Service 中 UDDI 的研究与实现[D]. 武汉：武汉理工大学，2005.

[4] 郑金芳. 基于WEB 技术的教务管理系统的设计与实现[D]. 郑州：郑州大学，2010 .

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

[6] 王晓艳. 基于SOA工作流引擎的研究与实现[D]. 北京：北京工业大学，2009.

[7] 张前峰. 基于Web Services 的数字化校园的研究与设计[D]. 泉州：华侨大学，2005.

[8] 王畅. 一种SOA的工作流管理系统的框架设计[J]. 智能计算机与应用，2018，8（1）：79-81，86.

[9] 程忠岗. 基于SOA的工作流的研究[D]. 徐州：中国矿业大学，2015.

[10]王畅. SOA架构的工作流管理系统的应用研究[J]. 绥化学院学报，2018，38（2）：144-147.