校园新型信息系统平台设计

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摘要文章阐述了数字化校园中对异构型数据源的需求以及新型信息系统平台的架构，并进一步描述了架构此新型信息系统平台的联邦数据库、Web应用服务器两个关键技术。

关键词信息系统平台、联邦数据库、Web应用服务器

1概述

随着信息技术与网络技术的发展，基于Internet和Intranet的网络应用越来越丰富，如基于网路的教学管理系统、数字化图书管理系统、远程教育系统以及校园财务管理系统等。然而这些系统在一定程度上存在着如下的一些不足：信息交互方式比较单一，由于采用不同的数据库系统，彼此之间很难集成在一起，大多处于相对分离的状态；缺少通用的数据编辑和保存形式，不同操作系统和数据库平台上的子系统很难交互和共享数据；缺少有效的模块集成手段，系统的扩展性和伸缩性比较差。同时Internet应用引发应用系统的变革，google、yahoo、百度等搜索引擎的应用，客户希望能够在线快速地、集中地查看含有多种增值内容的个人资料。一种以服务为中心的新型信息系统设计理念逐渐得到广泛认同。

校园中不仅要访问校园内外关系数据库等传统应用数据源，还必须能够访问可扩展标置语言（XML）文档、文本文档、扫描图像、视频剪辑、新闻供给、网路内容、电子邮件、分析多维表和专用存储等数据源。由于组织结构或成本方面的限制，异构且分散的数据源中的信息通常不适合进行全盘复制或在一个数据库中进行合并。

做为数字化校园的关键技术的新型信息系统平台的建设必须能够无缝地整合原有的系统，集成各种异构的数据源数据，为师生提供更为全面、便捷的服务。

2新型信息系统平台的架构

新型信息系统平台的架构自下而上共分为四层：核心数据层、应用支撑层、应用层和门户层。

图1新型信息系统平台架构

核心数据层是以联邦数据库系统为核心，同时包括各专业应用系统数据库。联邦数据库系统实现存储和管理多数据源及异构型数据，实现数据存贮、分析与数据挖掘功能，专业应用系统数据库，包括现有已经建设完成的专业应用系统的数据库，如教学管理系统、多媒体应用系统、财务管理系统等，是多源数据的来源。

实际设计时采用IBM的DB2做为联邦数据库系统，DB2支持“封装器”体系结构，它使程序员能够定制联邦DBMS以访问他们选定的数据源。IBM为DB2提供了各种现成的封装器，使其联邦DBMS能够与许多关系和非关系数据源接口。关系数据源包括DB2系列的所有成员、Microsoft®SQLServer、Oracle、Sybase和Informix®。

应用支撑层基于核心数据层集成、整合和管理信息，提炼出更有价值的数据，以业务视图的方式提供给应用层里的应用使用，同时应用支撑层提供身份认证、用户管理和信息加密等安全支撑；应用支撑层以web应用服务器为软件开发平台，通过支持中间件技术实现在应用系统和数据库系统之间建立应用接口，使得应用系统能够实现跨系统、跨平台地调用、整合异构的数据源。系统采用IBM的WebSphereApplicationServer，支持包括JavaServerPages™（JSP）、Javaservlet、EJB和Web服务等业务逻辑编程。

在此联邦DBMS服务器和web应用服务器体系结构中，web应用服务器通过JDBC应用程序连接到联邦DB2服务器，该联邦数据库服务器被配置成访问位于不同平台上的多个数据源。这使得JDBC应用程序能够透明地使用任何或所有这些数据源。

应用层基于应用支撑层提供的业务视图实现综合应用，应用层无须考虑底层异构信息源的复杂性，仅需专注于应用的流程和展现。门户层以校园门户网站做为与用户交互的平台。

3两个关键技术

（1）联邦数据库技术

联邦DBMS就是一种虚拟数据库服务器，它提供了用来访问多个数据源的单一应用程序编程接口（API）。这些数据源可能运行在不同的硬件和操作系统平台上，可能是由不同的供应商开发的，也可能使用不同的API（包括不同的SQL“方言”）。联邦DBMS技术，在20世纪90年代以商业化形式出现，给程序员提供了完全不同的数据在单一地点的印象。程序员连接到一个由联邦DBMS维护的虚拟数据库，并使用它的API去访问可能由其它地方的多种数据源所管理或生成的数据。联邦DBMS在幕后工作，使得对于这种完全不同的数据的访问透明且有效。这些工作包括自动数据变换、API转换、功能补偿和数据访问操作的优化。

联邦数据库的特点：

透明性

联邦系统是透明的，表现在它对用户掩盖了底层数据源的差异、特质和实现。一个优异的联邦数据库对用户来说要实现位置透明、调用透明、语言透明等：即用户无需知道数据存储在哪里；无需知道数据源支持何种语言或编程接口；如果使用SQL，无需知道数据源支持哪种SQL语言。

异构性

异构性是指各数据源之间的差异程度。数据源在许多方面可以不同。它们可以运行在不同的硬件上，可以使用不同的网络协议，以及使用不同的软件来管理它们的数据存储。它们可能具有不同的查询语言、不同的查询能力甚至不同的数据模型。它们处理错误的方式可能不同，或者提供不同的事务语义。例如一个数据源来自一个功能强大的关系数据库，另一个源于一个简单的结构化平面文件；一个可以采用URL形式查询并且可以根据一些DTD来发回半结构化的XML的网站，一个Web服务和一个响应特定函数调用集的应用程序。联邦数据库可以容纳所有这些差异，将上述这些系统封装在一个无缝的透明联邦体中。

联邦体的可扩展性和开放性

所有系统都需要随时间而发展。在联邦系统内，可能需要新的数据源来满足用户业务不断变化的需求。联邦数据库引擎通过称为包装器的软件组件来访问数据源。通过为那个数据源获得或创建包装器来访问新型的数据源。包装器体系结构支持新包装器的创建。一旦存在包装器之后，简单的数据定义（DDL）语句允许在不停止正在进行的查询或事务的情况下动态地将数据源添加到联邦体。

数据源的自治

通常，数据源有现有的应用程序和用户。所以，当将数据源引入联邦体时，不影响它的操作是很重要的。联邦数据库不影响现有数据源的本地操作，现有应用程序的运行不会发生变化，既不会修改数据也不会移动数据，接口也保持相同。尽管对联邦系统执行全局查询可能会涉及各种数据源，但数据源处理数据请求的方式并不受此影响。同样，当数据源进入或离开联邦体时，不会影响本地系统的一致性。

（2）Web应用程序服务器技术

应用支撑层是以Web应用程序服务器为基础，通过构建在中间层Web应用程序服务器上运行的中间件来实现其数据访问例程，Web应用程序服务器有助于管理和部署服务器端的业务逻辑。这种逻辑（通常是用Java编写的）对于支持多层因特网、内部网与外部网应用程序,可以使用不同的技术来实现这种逻辑。这些技术包括EJB、servlet和JavaServerPages™（JSP）、Web服务。

实际应用中采用的WebSphere应用服务器，WebSphere应用服务器将Web应用程序划分为三种类型的部件:视图类，即HTML网页，下载到浏览器，处理用户输入和输出显示；控制器类，即JavaServlet，负责接收客户端请求，提交服务，和将结果生成HTML网页;模式类，包括会话跟踪，用户环境信息和其它连接数据库和IBMconnectors的服务，提供后台信息和执行后台应用程序功能。

WebSphere应用服务器根据业界标准的Java服务器页面(JSP)提供了服务器脚本。根据不同的环境变量、JavaBean属性文件条目，以及包含这些条目的简单表达式，JSP页面可以自行生成和使用包含简单“填空”功能的动态页面。这一应用模型的好处是避免了CGI和ASP的缺点，并具有以下特点：对于客户端，大大简单了应用实施,浏览器不需要支持Java，所有的Java，或者说业务逻辑在服务器端执行，客户机下载的全部是HTML,无需下载Java类文件，节省了网络消耗并提高了执行速度。对于服务器端，提供中间的应用服务，并可根据性能和业务量的要求，控制运行机器的数量和大小。由于全部基于Java服务器的技术，使得系统的移植性，可扩展性不受任何限制。

WebSphere包含了一个处理器，可以将脚本页面动态编译成JavaServlet，然后由Web应用程序服务器执行。JavaServlet和JSP的结合，可将网页内容生成(业务逻辑)和内容显示(HTML编排)分离开，使得被调用的servlet将处理信息放到一个Bean中，然后交给JSP，JSP接收到信息Bean，生成客户端的HTML。

4结束语

以联邦数据库系统为基础的新型信息系统平台的设计是为了适应现代信息系统数据源的多样性和信息数据的异构性的特点而设计的一种开放架构的信息系统平台，通过应用服务器等中间件技术实现了在实际应用系统与底层数据库系统之间透明的应用层接口，从而实现应用系统能够跨系统、跨平台地调用、并整合异构的数据源。所以其应用的前景十分广泛，也是综合信息系统平台架构的发展方向。

参考文献

⑴戴荣，马方平，吴健等ShortS．构建XMLWeb服务——基于平台[M]北京：清华大学出版社，2002

⑵王宇才国清等基于WebService的系统集成技术在网络教育平台中的应用中国教育和科研计算机网

⑶C.M.Saracco,构建访问联邦数据的Web组件/developerworks