數(shù)字化校園中的新型信息系統(tǒng)平臺設計

1、數(shù)字化校園中的新型信息系統(tǒng)平臺設計         摘  要  文章闡述了數(shù)字化校園中對異構型數(shù)據(jù)源的需求以及新型信息系統(tǒng)平臺的架構，并進一步描述了架構此新型信息系統(tǒng)平臺的聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫、Web應用服務器兩個關鍵技術。     關鍵詞  信息系統(tǒng)平臺、聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫、Web應用服務器      1  概述    隨著信息技術與技術的，基于Internet和Intra

2、net的網(wǎng)絡應用越來越豐富，如基于網(wǎng)路的教學管理系統(tǒng)、數(shù)字化圖書管理系統(tǒng)、遠程系統(tǒng)以及校園財務管理系統(tǒng)等。然而這些系統(tǒng)在一定程度上存在著如下的一些不足：信息交互方式比較單一，由于采用不同的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，彼此之間很難集成在一起，大多處于相對分離的狀態(tài)；缺少通用的數(shù)據(jù)編輯和保存形式，不同操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫平臺上的子系統(tǒng)很難交互和共享數(shù)據(jù)；缺少有效的模塊集成手段，系統(tǒng)的擴展性和伸縮性比較差。同時Internet應用引發(fā)應用系統(tǒng)的變革，google、yahoo、百度等搜索引擎的應用，客戶希望能夠在線快速地、集中地查看含有多種增值內容的個人資料。一種以服務為中心的新型信息系統(tǒng)設計理念逐漸得到廣泛認同。 &#

3、160;   校園中不僅要訪問校園內外關系數(shù)據(jù)庫等傳統(tǒng)應用數(shù)據(jù)源，還必須能夠訪問可擴展標置語言（XML）文檔、文本文檔、掃描圖像、視頻剪輯、新聞供給、網(wǎng)路內容、郵件、分析多維表和專用存儲等數(shù)據(jù)源。由于組織結構或成本方面的限制，異構且分散的數(shù)據(jù)源中的信息通常不適合進行全盤復制或在一個數(shù)據(jù)庫中進行合并。     做為數(shù)字化校園的關鍵技術的新型信息系統(tǒng)平臺的建設必須能夠無縫地整合原有的系統(tǒng)，集成各種異構的數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)，為師生提供更為全面、便捷的服務。 2  新型信息系統(tǒng)平臺的架構    新型信息系統(tǒng)平臺的架構自下

4、而上共分為四層：核心數(shù)據(jù)層、應用支撐層、應用層和門戶層。      圖1 新型信息系統(tǒng)平臺架構    核心數(shù)據(jù)層是以聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為核心，同時包括各專業(yè)應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)存儲和管理多數(shù)據(jù)源及異構型數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存貯、分析與數(shù)據(jù)挖掘功能，專業(yè)應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，包括現(xiàn)有已經(jīng)建設完成的專業(yè)應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，如教學管理系統(tǒng)、多媒體應用系統(tǒng)、財務管理系統(tǒng)等，是多源數(shù)據(jù)的來源。     實際設計時采用IBM的DB2做為聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，DB2支持“封裝器”體系結構，它使程序員能夠定制聯(lián)邦 DBM

5、S 以訪問他們選定的數(shù)據(jù)源。IBM 為 DB2 提供了各種現(xiàn)成的封裝器，使其聯(lián)邦 DBMS 能夠與許多關系和非關系數(shù)據(jù)源接口。關系數(shù)據(jù)源包括 DB2 系列的所有成員、Microsoft® SQL Server、Oracle、Sybase 和 Informix®。     應用支撐層基于核心數(shù)據(jù)層集成、整合和管理信息，提煉出更有價值的數(shù)據(jù)，以業(yè)務視圖的方式提供給應用層里的應用使用，同時應用支撐層提供身份認證、用戶管理和信息加密等安全支撐；應用支撐層以web應用服務器為軟件開發(fā)平臺，通過支持中間件技術實現(xiàn)在應用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間建立應用接口，使得

6、應用系統(tǒng)能夠實現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨平臺地調用、整合異構的數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)采用IBM 的 WebSphere Application Server，支持包括 Java Server Pages（JSP）、Java servlet、EJB 和 Web 服務等業(yè)務邏輯編程。     在此聯(lián)邦 DBMS 服務器和web應用服務器體系結構中，web應用服務器通過JDBC 應用程序連接到聯(lián)邦 DB2 服務器，該聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫服務器被配置成訪問位于不同平臺上的多個數(shù)據(jù)源。這使得 JDBC 應用程序能夠透明地使用任何或所有這些數(shù)據(jù)源。 應用層基于應用支撐層提供的業(yè)務視圖實現(xiàn)綜合應用，應用層無須考

7、慮底層異構信息源的復雜性，僅需專注于應用的流程和展現(xiàn)。門戶層以校園門戶網(wǎng)站做為與用戶交互的平臺。 3  兩個關鍵技術    （1）聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫技術     聯(lián)邦 DBMS 就是一種虛擬數(shù)據(jù)庫服務器，它提供了用來訪問多個數(shù)據(jù)源的單一應用程序編程接口（API）。這些數(shù)據(jù)源可能運行在不同的硬件和操作系統(tǒng)平臺上，可能是由不同的供應商開發(fā)的，也可能使用不同的 API（包括不同的 SQL“方言”）。聯(lián)邦 DBMS 技術，在 20 世紀 90 年代以商業(yè)化形式出現(xiàn)，給程序員提供了完全不同的數(shù)據(jù)在單一地點的印象。程序員連接到一個由聯(lián)邦 DBM

8、S 維護的虛擬數(shù)據(jù)庫，并使用它的 API 去訪問可能由其它地方的多種數(shù)據(jù)源所管理或生成的數(shù)據(jù)。聯(lián)邦 DBMS 在幕后工作，使得對于這種完全不同的數(shù)據(jù)的訪問透明且有效。這些工作包括自動數(shù)據(jù)變換、API 轉換、功能補償和數(shù)據(jù)訪問操作的優(yōu)化。   1           聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫的特點：     透明性     聯(lián)邦系統(tǒng)是透明的，表現(xiàn)在它對用戶掩蓋了底層數(shù)據(jù)源的差異、特質和實現(xiàn)。一個優(yōu)異的聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫對用戶來說要實現(xiàn)位置透明、調用透

9、明、語言透明等：即用戶無需知道數(shù)據(jù)存儲在哪里；無需知道數(shù)據(jù)源支持何種語言或編程接口；如果使用 SQL，無需知道數(shù)據(jù)源支持哪種 SQL 語言。     異構性     異構性是指各數(shù)據(jù)源之間的差異程度。數(shù)據(jù)源在許多方面可以不同。它們可以運行在不同的硬件上，可以使用不同的協(xié)議，以及使用不同的軟件來管理它們的數(shù)據(jù)存儲。它們可能具有不同的查詢語言、不同的查詢能力甚至不同的數(shù)據(jù)模型。它們處理錯誤的方式可能不同，或者提供不同的事務語義。例如一個數(shù)據(jù)源來自一個功能強大的關系數(shù)據(jù)庫，另一個源于一個簡單的結構化平面文件；一個可以采用 URL 形式查詢并

10、且可以根據(jù)一些 DTD 來發(fā)回半結構化的 XML 的網(wǎng)站，一個 Web 服務和一個響應特定函數(shù)調用集的應用程序。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫可以容納所有這些差異，將上述這些系統(tǒng)封裝在一個無縫的透明聯(lián)邦體中。     聯(lián)邦體的可擴展性和開放性     所有系統(tǒng)都需要隨時間而。在聯(lián)邦系統(tǒng)內，可能需要新的數(shù)據(jù)源來滿足用戶業(yè)務不斷變化的需求。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫引擎通過稱為包裝器的軟件組件來訪問數(shù)據(jù)源。通過為那個數(shù)據(jù)源獲得或創(chuàng)建包裝器來訪問新型的數(shù)據(jù)源。包裝器體系結構支持新包裝器的創(chuàng)建。一旦存在包裝器之后，簡單的數(shù)據(jù)定義（DDL）語句允許在不停止正在進行的查詢或事務的情

11、況下動態(tài)地將數(shù)據(jù)源添加到聯(lián)邦體。     數(shù)據(jù)源的自治     通常，數(shù)據(jù)源有現(xiàn)有的應用程序和用戶。所以，當將數(shù)據(jù)源引入聯(lián)邦體時，不影響它的操作是很重要的。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫不影響現(xiàn)有數(shù)據(jù)源的本地操作，現(xiàn)有應用程序的運行不會發(fā)生變化，既不會修改數(shù)據(jù)也不會移動數(shù)據(jù)，接口也保持相同。盡管對聯(lián)邦系統(tǒng)執(zhí)行全局查詢可能會涉及各種數(shù)據(jù)源，但數(shù)據(jù)源處理數(shù)據(jù)請求的方式并不受此影響。同樣，當數(shù)據(jù)源進入或離開聯(lián)邦體時，不會影響本地系統(tǒng)的一致性。     （2）Web 應用程序服務器技術     應用支撐

12、層是以Web 應用程序服務器為基礎，通過構建在中間層 Web 應用程序服務器上運行的中間件來實現(xiàn)其數(shù)據(jù)訪問例程，Web 應用程序服務器有助于管理和部署服務器端的業(yè)務邏輯。這種邏輯（通常是用 Java 編寫的）對于支持多層因特網(wǎng)、內部網(wǎng)與外部網(wǎng)應用程序, 可以使用不同的技術來實現(xiàn)這種邏輯。這些技術包括 EJB、servlet 和 Java Server Pages（JSP）、Web 服務。     實際應用中采用的WebSphere 應用服務器，WebSphere 應用服務器將Web 應用程序劃分為三種類型的部件:視圖類，即HTML 網(wǎng)頁，下載到瀏覽器，處理用戶輸入

13、和輸出顯示；控制器類，即Java Servlet，負責接收客戶端請求，提交服務，和將結果生成HTML網(wǎng)頁; 模式類，包括會話跟蹤，用戶環(huán)境信息和其它連接數(shù)據(jù)庫和 IBMconnectors 的服務，提供后臺信息和執(zhí)行后臺應用程序功能。     WebSphere應用服務器根據(jù)業(yè)界標準的Java服務器頁面(JSP)提供了服務器腳本。根據(jù)不同的環(huán)境變量、JavaBean屬性文件條目，以及包含這些條目的簡單表達式，JSP頁面可以自行生成和使用包含簡單“填空”功能的動態(tài)頁面。這一應用模型的好處是避免了CGI和ASP的缺點，并具有以下特點：對于客戶端，大大簡單了應用實施 ,

14、 瀏覽器不需要支持 Java，所有的Java ，或者說業(yè)務邏輯在服務器端執(zhí)行，客戶機下載的全部是HTML, 無需下載Java 類文件 ，節(jié)省了網(wǎng)絡消耗并提高了執(zhí)行速度。對于服務器端，提供中間的應用服務，并可根據(jù)性能和業(yè)務量的要求，控制運行機器的數(shù)量和大小。由于全部基于Java 服務器的技術，使得系統(tǒng)的移植性，可擴展性不受任何限制。     WebSphere包含了一個處理器，可以將腳本頁面動態(tài)編譯成JavaServlet，然后由Web應用程序服務器執(zhí)行。Java Servlet和JSP 的結合，可將網(wǎng)頁內容生成(業(yè)務邏輯) 和內容顯示(HTML編排) 分離開，使得被調用的servlet 將處理信息放到一個Bean中，然后交給JSP，JSP接收到信