信息索引方法研究及其在校园办公信息共享中的应用分析

姜丽蓉

(重庆电力高等专科学校，重庆400053)

0 引言

近年来，教育信息化正在如火如荼地进行着，国内高校在“十五”期间已经利用信息技术、网络技术、通信技术和管理科学，对学校所有信息资源进行规范的管理，但要建立富有效率的校园信息化系统，最大的挑战就是信息共享。在校内，各个业务系统常常是在不同阶段建立起来的，以满足不同的需求，如办公信息系统、人力资源系统、财务系统、学工系统、教务系统等，这些系统中的多数都将使用教师、学生、部门、员工、课程、项目等的共享基础资源信息，每个独立的系统将建立和使用它自已的信息源。采用这种方法会带来一个巨大的问题，即要维护准确、及时更新的信息几乎是不可能的，因为同一类信息以冗余的方式存储在多个系统中，影响学校办公信息的准确、一致性，这必将形成校内一个个“信息孤岛”。因此，如何才知道哪个信息源是最新或是最准确的，并保证校园内共享信息的全局一致性，真正实现对这些信息资源进行共享与整合，已成为“数字化校园”建设的重点问题。

目前，校园办公信息共享现状及存在的问题是很多学校已经陆续建成了一批覆盖学校各方面业务信息系统，但是这些校园信息系统资源分散，平台多样化，不能实现信息资源共享，形成校园网上相互独立、各自为政的应用系统。我们应当清醒地认识到，要实现校园信息共享，提高学校办公质量效率，还有以下问题亟待解决:①实现资源整合，建立共享的索引数据库，并基于索引技术建立主索引数据中心以提高数据的存取效率，并保证全校信息的一致性，让管理部门的工作更为准确有效。②应用系统数据无法共享问题，必须保证数据一致，减少冗余，提高利用率;③如何更容易实现应用整合与安全体系，要求建立高安全性和可靠性的基于索引的身份认证及权限管理系统。

1 基于资源信息索引实现信息共享方案

学校需要很多基础资源信息，包括教师、学生、部门、员工、课程、项目等，本文将对不同学校应用信息系统间资源ID如何映射关联的问题进行讨论，并以学生信息共享为例，给出一个主索引管理服务系统(Master Resource Index，即MRI)的实现方案，其他基础资源信息如教工、部门、项目、课程的索引机制与信息共享方法是相同的。

1.1 信息资源交叉索引RIX

为说明建立交叉索引RIX(resource cross-index)的方法，以建立学生信息资源RIX为例，要标识一个学生，涉及到如何将同一个学生在不同应用系统中的ID进行关联与映射，以保证学生信息的唯一性的问题，RIX方案就是用来解决这一问题的，RIX框架示意图如图1所示。

图1 RIX框架示意图

以为学生信息资源建立交叉索引为例，交叉索引RIX中共定义了三个角色:身份源、标识交叉索引管理器、标识交叉索引客户。(1)身份源是某个特定学生标识域(特定应用系统)内ID的发行者，其功能包括:①负责产生学生的LocallD(特定应用系统范围内的唯一ID)。②在应用系统需要新增、修改或合并学生信息的时候，发送消息给标识交叉索引管理器;(2)标识交叉索引管理器实现对学生多个LocalID(特定应用系统范围内的唯一ID)和跨系统的全局ID的统一管理，主要维护学生多个LocalID和全局ID的映射与关联，以及为资源分配全局ID。(3)标识交叉索引客户实际上是交叉索引服务的客户端，交叉索引客户提供RIX查询、RIX订阅、RIX更新通知接口以方便各应用系统调用。

1.2 学校主索引MRI系统的实现

MRI(master resource index，即 MRI)系统是指为保持在多应用系统中，用以标识学生实例所涉及的所有系统域中学生实例的唯一性，所提供的一种跨应用域的系统服务。本节以学生信息共享为例给出一个基于RIX的主索引管理(Master:Resource Index，即MRI)系统的具体实现方案，其他资源信息共享方案基本相同。

1.2.1 建立主索引MRI数据结构

以建立学生信息MRI为例，对于MRI信息匹配成功的输入信息直接取回主索引，对未匹配成功的MRI，通过预先制定标识生成规则，产生新的学生ID，形成主索引标识，以保证各应用系统已有数据的一致性，减少冗余。信息系统中的MRI信息分类如表1所示，建立主索引的具体流程见图2。

表1 MRI信息分类

1.2.2 数据库的ER模型

数据库的ER模型如图3所示。学生基本信息一般不会因为学生所在应用系统的不同而发生改变(如学生姓名、身份证号等)，而学生其他注册信息(易变信息、特殊信息)则有可能随其所在应用系统的不同或时间不同而变化(如学生可能在应用系统1中使用居住地址C，而在应用系统2中使用居住地址D。

图2 主索引注册流程

图3 MPI数据库的ER模型

1.2.3 主索引标识匹配算法

以学生信息为例，在学生注册的时侯，各应用系统中的学生身份源需向RIX管理器提供该应用系统中的学生唯一标识LocallD与共享的身份信息，RIX管理器将该学生身份信息与其维护的身份信息进行对比，以确定学生的唯一身份。我们可以将学生信息按4.1节划分为三大类:固定信息、易变信息和特殊信息。固定信息和特殊信息与MPI数据库ER模型中的学生基本信息对应，易变信息与学生的注册信息相对应。经结合实际应用分析，易变信息基本不适用于身份匹配。

在实际实现中可用以下学生身份相关信息进行加权匹配，如:姓名、身份证号、出生日期、性别、姓名拼音、电话号码、居住地址、移动电话号码等。我们采用身份信息框架来描述学生的身份信息并建立学生对象(Student)，学生对象以上述身份信息项作为对象的属性。对象伪代码实现如下:

学生主索引身份信息框架如图4所示，具体实现方法是首先为按各身份信息在匹配中的重要性设置相应对象属性权值，然后采用求加权和的算法计算出最终信息匹配度的量化值，最后通过检测量化值来确定身份主索引是否匹配。例如我们可以设置身份证号权重48%，姓名权重10%，其他分配剩余42%的权重，则按常识只要匹配度超过52%，就可以认为身份信息能唯一标识一个学生。对于对象每一个属性信息可以通过词法分析和语义分析等技术进行相似度分析。词法和语义分析技术不在本文研究范围内，本文仅提出一个主索引身份信息匹配算法框架。

图4 身份信息框架

1.2.4 主索引服务系统的实现

同样以实现学生基础信息主索引为例，介绍如何具体实现一个基于RIX的主索引服务系统，其他基础信息主索引实现方式相同。

学生主索引服务系统是跨异构应用系统实现基础信息共享的管理平台。该系统的核心服务采用Web服务方式实现，前端接口提供多种实现方式。对支持Web Service的系统可直接调用核心服务，为其他应用系统提供WINDOWS DLL或COM方式接口，支持idispatch和vtable二种接口。可以方便地为 java、C#、VB、VC、CB、BC、PB、DEPHI等开发的系统调用，主索引服务系统技术架构如图5所示。

前端接口提供接口，供外部应用调用。接口功能分为几个部分:系统功能、数据集操作、身份识别设备操作、注册管理、信息查询、信息更新等的功能;提供对中心的通讯支持，调用程序可以不管理这部分功能，使用通讯是自动的;提供对身份识别设备的驱动支持，身份识别设备可能根据各地情况不同有很多不同的选择，IC卡，磁卡，指纹识别，射频卡等都可以。针对不同的设备，提供不同的设备驱动程序配合API完成相关工作。

图5 主索引服务系统技术架构

前端接口(API)内部提供数据集缓冲机制，外部可以通过调用接口来访问这些数据集合。数据集合是外部程序调用和中心进行数据交换的重要桥梁。数据集的结构是预定义好的，不允许调用程序新建立数据集，但是可以允许外部调用程序增加，删除，修改记录。

学生索引服务系统是提供给异构系统所使用的无缝接口，应用系统通过调用服务和接口可以完成学生注册认证、学生全局ID查询、学生信息查询、学生信息更新等功能;如提供以下接口实现:

·学生注册认证“string RegStudent(string localID，string passport)”，localID:本地系统返回值是全局唯一标识，passport:安全认证信息;

· 学生信息查询“Student GetStudent(string globalID，string passport)”

返回值Student是包含学生信息的对象 ，globalID:全局唯一标识，passport:安全认证信息;

·学生全局ID查询”string GetGlobalID(Student student，string passport)”

返回值是全局唯一标识，其他参数与前面接口解释相同;

·学生信息更新”bool UpdateStudent(Student student)”

返回值为更新是否成功，其他参数与前面接口解释相同;

·学生信息合并“bool MergeStudent(string localID1，string localID2)”

返回值为更新是否成功，其他参数表示将localID2合并到localID1;

主索引服务系统、前端接口(API)、应用系统(ipterm)三者关系如图6所示。

2 结论

图6 主索引服务系统结构

实现不同校园信息系统中基础共享资源信息主索引机制是学校办公信息共享很重要的问题，解决不仅要靠技术，还需要相关政策法律和规范的支持(比如颁布全国唯一的个人标识以及规范校内学生注册的流程等)。本文仅从技术角度出发，对其进行了一些探索，说明建立统一、有效的基础资源识别方法是信息共享的必要基础，通过结合实际设计合理的主索引服务系统能够满足校园信息共享的需求。

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