基于XML的数字校园数据交换平台的设计*

张强善 白连红 严正香

(1:信阳职业技术学院网络中心，信阳 464000; 2:信阳职业技术学院计算机系，信阳 464000)

0 引言

随着高等院校校园信息化的迅猛发展，数字校园建设得到广泛深入的开展和研究，通过综合运用计算机技术、网络技术及通讯技术等对学校的所有信息资源进行整合和集成，构成统一的用户管理，统一的资源管理，在传统校园的基础上构建一个数字空间，最终实现超越时间、空间的数字校园，为此，急需在相对独立的各计算机应用系统之间提取有意义、有价值的数据，建立统一的数据传送格式标准实施数据交换．针对网络环境中的这些异构数据库，如何实施数据共享和数据处理是网络数据库集成中重要的研究课题．

XML作为一种源标记语言，它为应用系统提供一个标准，定义了一种文件格式和数据保存方法，集成不同的数据源的数据，各系统可根据需要制定自身领域的新标记语言和配套标签，各种异构数据库中的数据能在不同的平台上进行有效地传递、共享和运用．

本文正是利用XML技术作为异构数据库信息交换的数据格式技术标准，并将其作为数据转换和描述的工具，建立一个实现数字校园数据交换、共享的平台，以期解决数字校园中的各应用系统之间，在进行信息交换时数据内容提取率不高，各系统需反复、重复录入数据等大量现实问题，满足数字校园中各异构系统之间的数据交换和信息整合的要求．

1 数据交换概述

数字校园数据交换是指在学校不同部门的不同计算机应用系统间，相互发送、传递有效、通用、有价值的数据，这就需要数据交换双方建立统一的数据传送格式标准．事实上，学校各应用系统中大部分是相对独立的，数据格式多样，难以实现系统间直接、准确地进行数据交换，且数据交换中存在诸多安全隐患．为此，可利用XML包含的一系列规范的技术体系建立统一的数据传送格式标准，从而实现异构数据交换．

数据交换过程包括数据转换和数据传输两个过程．其中，数据转换是指将不同的数据格式文档统一转化为标准的XML文档，新文档的数据组织结构和布局格式与旧文档不同，但它保留了原有文档的数据内容［1］，利用XSL/XSLT等将不同的XML文档转换成标准的XML文档，或者根据XML数据的DTD或Schema可以对数据进行有效处理，分解出其中需处理的数据或是采用不同的样式呈现［2］，在异构网络环境下，利用消息队列服务器来统一管理消息．消息包括数据包、请求、应答、报告等基本类型，通过在客户端用DTD和DOM对消息进行约束，使消息面向XML［3］．

针对上述应用需求，可以提取数据交换的共性，将异构数据转换为相同的XML文档格式，各应用系统针对请求读取相关数据，并对请求使用XML数据进行事务处理，在异构网络中的数据交换，如图1所示，不同的局域网中的数据格式需要进行数据间的映射与转换，从而完成这一相互、对等的交换过程．

图1 数据转换示意图

2 基于XML的数字校园数据交换平台设计

为了实现数字校园中各异构系统间的数据交换，实现数据有效共享和交换，本文设计了基于XML的数字校园数据交换平台，以期克服数字校园中各应用系统间信息交换的数据提取率不高，以及各系统需要反复、重复录入数据等诸多问题，为分布式应用提供一种安全可靠的数据交换机制．

2．1 系统概述

基于XML的数字校园数据交换平台，通过定义XML格式作为标准格式，实现不同应用系统的数据共享和数据转换．本平台采用4种功能机构，即IML(标准数据交换语言集)、消息中心(文档转换中心)、数据库管理和安全机制．

2．2 系统结构模型

数字校园数据交换平台以XML作为核心，以XSL/XSLT定义用户视图，以XML Schena或DTD构建合法的

XML文档，实现异构数据的共享的数据转换，其组织结构如图2所示．

本系统由数据交换平台管理中心统一控制，IML管理器、消息中心控制台、数据库管理器和安全机制分工负责，互相配合，各异构网络中均有各自的数据库系统和数据格式，但这些网络功能节点可通过Intranet或Internet与基于XML的数字校园数据交换中介功能，实现异构网络数据转换、共享的目的．

整个系统均采用规范的XML数据格式通信，不同数据格式可由IML过滤器处理规范、协调，支持HTTP，Email，FTP等多种协议．

图2 系统组织结构图

2．3 基于XML数字校园数据交换平台的几个关键模块的实现

要实现异构数据的共享、交换，就需要将不同的数据源的数据转换成统一格式，为各异构数据源的局部模式提供统一的全局模式，以下就实现数据交换的两个关键问题做简要说明．

(1)数据驱动管理模块． 目前市场上占主导地位的数据库仍然是关系数据库，主要有 ACCESS，Oracle，SQLServer，Mysql，Sysbase等，为此，该模块包含了这几种常见数据源的驱动［4］，其流程如图3所示．该模块完成各种异构数据库数据的识别，通过加载相应数据库的驱动文件，将获取的驱动信息写入驱动库中并构建驱动信息表，这样在建立新数据源时就可以通过该表调用相应的驱动文件．

(2)数据映射模块的实现． 在异构数据中，不同的数据模式下其结构是不同的，但其表示的信息内容却有共性．本模块采用XML Schema作为XML文档的模式语言，将XML文档看作是数据库中的数据，DTD或XML Schema作为数据库模式，并将其映射为关系数据库中的Schema［5］，通过其提供的简单数据类型或用户自定义类型，将异构数据库的数据中有用的信息提取出来，构建用于交换的XML文档．该文档保存了关系数据库的数据表之间的关系、字段的类型、字段的约束及字段的内容等重要信息，为异构数据库数据交换提供了统一的数据访问类型．

图3 驱动加载流程图

3 结语

数字校园建设过程中，异构数据库的数据交换、共享是一个迫切需要解决的问题．本文定义使用的新的XML数据格式语言IML，用于将异构数据构建成具有统一的数据交换格式的标准XML数据参与数据交换．系统通过构建通用的IML数据格式，对平台内部和外部各种类型的数据流进行处理，并根据实际交换需要，提取各异构数据库中相关数据的关键部分形成新的XML数据参与数据交换，从而实现数字化校园中异构数据库的数据的共享和共用．

［1］ ［美］Gowri Shankar．将二进制数据嵌入 XML 文档的三种方法［J］．IBM Developer Works．2002(2):38．

［2］ ［美］G Huck;P Fankhauser;K Aberer;E J Neuhold．Extracting and Synthesizing Information［J］．Proceedings of the 3rd IFCIS International Conference on Cooperative Information Systems．1998(32):43 －45．

［3］ 张强善，白国枝．基于XML的数据交换平台设计［J］．信阳农业高等专科学校学报，2005(4):97－99．

［4］ 萨师煊，王珊．数据库系统概论［M］．北京:高等教育出版社，2006:391－405．

［5］ 黄宽娜，刘微．基于XML中间件的异构数据库集成［J］．西南大学学报(自然科学版)，2010(9):141－146．