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摘要信息資源的有效整合是高校數字化校園中面臨的難題和挑戰。SOA面向服務架構，作為新一代的體系結構，是當前解決異構系統整合、應用系統集成最理想的方案之一。本文提出一種基于SOA的高校教育資源整合的系統框架，并對如何利用該框架開展數字化校園教育資源整合給出了可行方案。

關鍵詞數字化校園；SOA；教育資源；整合

1引言

高校信息化建設將會經歷系統集成、應用集成、信息集成、社會集成等四個階段[1]。在實施過程中，集成環境的建設是重中之重，特別是在當前大多數高校還處在應用集成、信息集成時期，作為整個信息化系統重要組成部分的教育信息資源的有效共享和開發利用正成為一個關鍵問題，它必將在提高教育科研質量，挖掘高校的發展潛力等方面發揮重要作用。

目前，開發平臺、工具的異構性和緊耦合性導致了大量的教育資源系統之間不能互聯互通、資源共享與軟件復用[2]，“信息孤島”現象在高校普遍存在。隨著高校信息技術的發展，教育信息資源類別形式復雜多樣、雜亂無序，數量猛增，質量參差不齊，事實上這些資源都還停留在低層次、低效率的重復建設上。如果采用傳統方式來整合現有的教育資源系統會造成周期長、投入大等問題，同時又缺乏統一標準，難以充分保證資源整合服務的有序化、精約化、最優化。因此，如何有效地整序[3]、共享、整合、開發教育資源，確保教育信息化建設理性、有序、健康地向深入發展，已成為高校信息化建設的一個重要研究課題。

2高校教育資源系統現狀及SOA工作原理

2.1高校教育信息資源系統現狀

教育資源是高校實現教學、科研及科技轉化和社會服務三大功能的戰略資源，教育資源系統的開發和利用是高校信息化建設的核心任務，也是提升高校綜合競爭力的關鍵因素。從目前大多數高校共有的管理架構和運行機制來分析，現有高校內部教育信息資源管理系統大概有以下一些組成：人力資源管理系統、財務管理系統、教學管理系統、學生管理系統、設備管理系統、科研管理系統、圖書自動化管理系統、網絡課程平臺等，還有以宣傳為主的學校門戶，各學院、職能部門及科學研究所網站等等。經過上世紀九十年代中后期的不斷建設和完善，這些信息系統已經成為保障高校各項工作開展的必不可少的信息服務設施。但這些信息系統也普遍存在著以下不足：

（1）資源信息及系統的規劃性不強。高校信息系統是一個有機的整體，部門信息系統是整個高校信息系統的局部。但各系統之間缺乏總體規劃，往往是學校部門根據自身業務需要來設計實施信息管理系統。對學校整體資源信息的開發挖掘，綜合利用認識和規劃設計不到位。

（2）資源信息數據的共享性差。每個部門的系統都有相應的數據環境，而由于自身需求量身定制的數據庫系統的數據結構、標準不一致。數據轉換復雜，增加了數據共享的難度，冗余數據無法同步更新。

（3）軟件復用困難。各系統主要是以緊密耦合的方式把模塊化的業務邏輯組合而成，這些業務邏輯在其它信息系統中無法被重用，從而導致了重復設計和IT資源的浪費。

（4）異構平臺環境。操作系統有基于Unix的，也有基于Windows的，系統架構和開發平臺有C/S結構基于Delphi、VB等開發的，也有B/S結構基于.NET、JAVA開發。因此，這樣的異構環境增加了集成的難度和成本。

2.2SOA工作原理

SOA(Service-OrientedArchitecture)是一種面向服務的體系結構，是一個藍圖，其目的是最大限度地重用應用程序中的服務以提高IT適應性和效率[4]。SOA作為一個組件模型，將應用程序中的不同功能單元(稱為服務)通過對這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來。接口是采用中立的方式進行定義的，也就是說它獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言[5]。這使得構建在各種此類系統中的服務可以用統一和通用的方式進行交互。

SOA的組件包括：①服務提供者。服務提供者即服務的擁有者，負責將服務信息到服務注冊者，同時要控制對服務的訪問以及服務的維護和升級。②服務消費者。實現服務的查找與調用，首先到服務注冊者去查找滿足特定條件的、可獲得的服務，一旦找到，服務請求者將綁定到服務提供者并進行實際的服務調用。③服務注冊者。集中存儲服務信息，以便于服務請求者的查找。同時服務提供者可以把它們所要提供的服務在服務注冊者這里進行注冊。這三種組件之間的關系如圖1所示。主要的操作有：①：為了被訪問，服務的描述信息必須被以便服務消費者發現和調用。②查找：服務消費者通過查詢注冊中心去定位符合其需求標準的服務。③綁定和調用：在獲得服務描述信息之后，服務消費者據此去調用服務。

圖1SOA組件間的協作示意圖

SOA具體的實現有很多，包括WebServices、SessionBean、JINI等。但隨著WebServices技術越來越被重視，其已經成為實現SOA的主要構架技術。它是建立在開放標準和獨立于平臺協議基礎之上的分布計算單元。WebServices用XML進行數據的描述和交換，使用SOAP協議在服務提供者與服務消費者之間進行通信，通過WSDL協議定義服務接口，使用UDDI協議進行WebServices注冊和查找。這些特性使得WebServices成為目前實現SOA的最好方式。而WebServices以分散的形式存在于不同的系統中。

所以，SOA最大特點就是有一個靈活而功能強大的服務層，這些服務可以用不同的技術、方法在不同平臺上實現，利用服務層中粗粒度的、可被動態發現和綁定的服務，我們可以快速地構建松散耦合的、具有跨平臺處理信息能力的應用系統。SOA構建方法位于高校教學資源系統整合業務需求和底層技術之間的抽象層次中，獨立地對每一個服務功能模塊進行定義，而每一個獨立部署的教育資源服務模塊不依賴具體的開發平臺和系統，各個系統的功能需求通過服務的流程化組織得到實現，從而實現各種異構系統及資源的集成和軟件復用。

3基于SOA的高校教育資源系統集成

基于SOA的面向服務軟件集成構架，即采用WebServices技術實現教育資源系統的集成，使教育資源系統通過Web服務進行互連、集成和協同，實現集成和軟件復用。WebServices為實現高校集成提供了一種全新的機制，它為本地和遠程服務的定義、和訪問提供了一整套解決辦法。

3.1傳統集成模式

傳統的業務系統集成方案，是通過業務功能的專用接口調用，實現資源信息共享。業務方法級集成通過開發業務組件加以實現，實現業務功能的業務組件通常具有一些標準格式的結構和接口，具有較好的集成性能，業務組件的實現常采用CORBA、EJB、DCOM等技術。但專用調用接口方案存在著一些不足。專用調用接口方案是一種緊密耦合的集成方法，這種集成的結果不利于業務流程、資源信息的調整和重組，缺乏可擴展性、靈活性和適應性。其次是實現技術缺乏標準，不同的軟件廠商提供了不同的實現技術，當前組件技術存在著多個標準，不同組件技術之間的互操作給集成增加了一定的成本和難度。

SOA是實現高校信息系統之間數據和業務無縫銜接的理想方案，它在服務層中將各業務功能點以服務的形式暴露于系統之外，其它信息系統可以通過服務協約對服務進行訪問。這種技術簡化了系統集成，可以快捷、容易地對業務需求的變化做出反應。另外，面向服務架構是平臺和語言無關的，因此不必考慮實施環境是何種平臺系統和設備，與其它的系統集成技術相比，面向服務的集成構架是解決高校信息系統集成的理想選擇。

SOA之所以被用于信息資源整合，是因為其具備了標準化、可組裝的特性[6]。因此基于SOA資源整合的關鍵技術，是把原有的信息資源封裝為服務；然后將開發的新服務和原有系統包裝的服務進行有效組合，共同實現對信息資源的整合。與傳統的模式相比，SOA具有如下重要特點：①具有精確定義的標準化接口。②粗粒度、松耦合的服務構架。③完好的封裝性和高度集成能力。

3.2基于SOA的資源集成系統構架

SOA提供了標準化的架構，信息資源整合的技術途徑：在現有系統不做修改的前提下，將各個教育資源及業務功能轉換或封裝為服務，這些服務彼此相對獨立并且可以進行組合，從而能有效地實現教育資源整合系統架構。為此，高校教育資源集成系統框架如圖2所示。

圖2基于SOA架構的高校教育資源集成系統框架

從圖2中可以看出，不論原有學校教育資源系統的語言、平臺、技術、數據結構的異構性多大，只要在對外接口上都用統一的對象模型WebServices進行封裝或轉換，通過工具或手動定義各自資源系統的WebServices接口描述WSDL文檔，并把WSDL文檔描述的內容映射到學校UDDI數據庫中去進行分類管理，即在UDDI注冊中心對各類WebServices進行注冊。

當校內外用戶通過學校門戶網站對資源系統進行統一訪問時，無需考慮其內部實現機制。用戶登錄門戶認證系統時，先要在UDDI用戶注冊中心查找系統提供的用戶接口對應WSDL文檔，然后根據WSDL文件調用系統的用戶管理模塊進行用戶認證，認證通過后才能訪問系統。請求數據共享和業務調用時，首先要到UDDI注冊中心訪問所需服務的WebServices注冊信息，通過注冊信息訪問相應的Web服務接口描述WSDL文檔，并在本地生成對象。以后所需各業務就通過此對象與WebServices進行信息資源交互和業務功能調用。如果WebServices內部結構和實現發生了改變，只要修改WSDL描述，接口保持不變，整個系統就不需要作任何變化。其實現過程大致包括：

(1)服務描述：用WSDL文檔描述WebServices功能，包括接口調用方法、參數和返回值。它用types(類型)、message(消息)、portType(端口類型)、binding(綁定)、port(端口)和service(服務)元素來描述WebServices。

(2)服務注冊：為UDDI提供和查找服務描述的WSDL文檔。它主要定義了4種數據類型：businessEntity、businessService、bindingTemplate和Model。businessEntity提供關于服務提供者的信息，可以包含一個或多個businessService。WebServices的技術和業務描述，在businessService和其bindingTemplate中被定義。每個bindingTemplate包含一對一或對多個Model的引用，Model被用于定義服務的技術規范。UDDI通過Model和businessService描繪抽象和實現之間的區別。因此，可以通過把WSDL內容映射到UDDI的數據庫中去，從而在UDDI中注冊服務。

(3)服務發現：一個具體的實現(Service)來自于相同的portType所對應的Model。這樣，客戶端的程序就可以用ModelKey在UDDI中查找實現了抽象接口的bussinessService，從而查找到所對應的WSDL文件。

(4)實現：根據查詢的WSDL文件，服務消費者就可以動態地完成對象的生成，對相應的WebServices進行調用[7]。

4基于SOA的資源集成系統的實現

對于上述基于SOA的教育資源系統的集成方案，Web服務架構包括了三個組件、三種服務操作(服務、服務發現、服務綁定)以及兩種服務構件(服務、服務描述)，本節通過組件示例此構架的主要實現機制。

1)服務提供者

高校已有的一些信息系統，如教務資源管理系統、人力資源管理系統、學生資源管理系統等，都有一些數據或功能需要被共享。通過系統集成，那些需要共享的業務功能和數據在應用集成框架中將以服務的形式被暴露。如需要將“學生資源管理系統”的查詢學生信息功能、“人力資源管理系統”的查詢教職工信息功能、“教務資源管理系統”的成績查詢功能等設計為Web服務并向外公布。它們在集成體系中擔當服務提供者的角色。

2)服務消費者

服務消費者是查找并調用服務，或啟動與服務交互的客戶程序。當集成服務提供者提供的服務時，就需要在該應用中開發調用服務的客戶端代碼。在集成框架中，部分參與集成的系統既充當了服務提供者的角色，又充當了服務消費者的角色。如“教務資源管理系統”一方面為其它信息系統提供成績查詢等服務，同時也是學生基本信息查詢、教師基本信息查詢等服務的消費者。此外，人力資源管理系統、財務管理系統、學生資源管理系統等也是既擔當服務提供者，又擔當服務消費者的角色。

3)服務注冊中心

它是可搜索的服務描述注冊中心，服務提供者在此他們的服務描述。在綁定開發或執行期間，服務消費者查找服務并獲得服務的綁定信息(在服務描述中)。當然，服務消費者也可以從服務注冊中心以外的其它來源得到服務描述，例如校內本地文件、FTP站點、Web站點等。服務描述可以使用多種不同機制到多個服務注冊中心。通常有學校內部應用程序、門戶網站等專用UDDI節點。

這些注冊中心針對不同的應用類型，根據服務訪問者的權限對服務描述進行分類屏蔽訪問。如校內私有UDDI注冊中心，可將校內所需涉及各部門、學院、研究所的資源和業務功能的Web服務到這類UDDI節點。這些UDDI位于防火墻之內，允許服務者對他們的服務注冊中心和它的訪問權、可用性以及要求有更多的控制。還有是校外公有UDDI注冊中心：由各部門、學院、研究所或個人，可以在互聯網上查找和使用的Web服務需到這類公有UDDI節點。它們位于服務提供者的防火墻之外，處于公眾網絡上，比如IBMUDDIBusinessTest。

5結束語

傳統整合高校教育資源系統的集成方式不能方便、低投入地實現異構系統的集成，難以適應現代高校資源業務變化需求。SOA架構具有與軟件和平臺無關、松耦合的特性，提供了一種解決資源系統之間的“信息孤島”問題的服務模式。運用SOA構架，實現高校教育資源系統的集成和軟件復用，將有利于推進高校數字化校園的建設進程。因此，基于SOA的集成架構具有很好的發展前景，是未來信息化校園發展的一個重要趨勢。

參考文獻

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[7]蔣杰，劉友華，曹天瑜.基于SOA的網絡教學資源系統集成[J].科學技術與工程，2007年8月