数字校园基础平台的研究与设计

户占良 郭玉滨

摘 要：本文首先介绍了数字校园建设情况、数字校园基础平台的概念及建设原则。然后讨论了数字校园基础平台建设的关键技术，例如SOA、Web Service、Portlet等。最后论述了统一信息门户平台、统一身份认证平台、统一数据管理平台的设计。

关键词：数字校园基础平台；SOA；Web Service；Portlet；基础平台设计

Research and design of digital campus basic platform

HU Zhanliang1 ， GUO Yubin2

（1 Modern Education Technology Centre， Heze University， Heze Shandong 274015， China；

2 Computer and Information Engineering Department， Heze University， Heze Shandong 274015， China）

Abstract： Firstly， this paper introduces the construction of digital campus， the concept and construction principles of the digital campus basic platform. After that， the paper discusses the key technologies of digital campus basic platform， such as Web Service， SOA， Portlet， etc.. Finally， it also discusses the design of the unified information portal platform， unified identity authentication platform and unified data management platform.

Key Words： digital campus basic platform； Web Service； SOA； Portlet； the design of basic platform

1 数字校园基础平台概述

1.1 数字校园建设需求

数字校园是以校园网络为基础，从教学环境、教育资源到教学科研活动全部呈现信息化的整体衍变新模态。其特点在于利用信息技术把学校教育科研机构、教育科研基础设施、教学资源等实现数字化、网络化、信息化，使得校园内的教师、学生利用计算机网络进行各种教学、科研和管理等活动。数字校园建设是高等学校基础设施设计升级的重要组成部分[1]。数字校园建设应统一规划、分步实施、逐步完善、协调发展。把整体规划根据实际进度细化。系统实用性是在建设过程中必须加以注意的，否则数字校园建设将会功亏一篑。同时在数字校园建设过程中，要根据新技术的发展与实际需要提出建设调整。数字校园建设是长期的拓展完善过程，在注重技术的同时也一定要从功能、性能等方面满足学校教学、

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基金项目：菏泽学院科研基金资助项目（XYKJ09）。

作者简介：户占良（1975- ），男，硕士，工程师，主要研究方向：信息管理与网络安全。

科研和管理等需求。

1.2 数字校园基础平台概述

数字校园基础平台针对目前数字校园建设中存在的信息交互过少而形成的若干信息孤岛，无统一信息平台而造成的管理和沟通的不便等问题，采用具有扩展性、通用性的技术，尤其是参考数据交换的相关技术，对现有数字校园的建设引入了高端优化研究改进。数字校园基础平台包括统一信息门户平台、统一身份认证平台、统一数据管理平台。其中，统一信息门户平台，就是可为全校提供信息共享服务[2]。而统一数据管理平台则是数字校园建设的重点、基础与前提，只有全面提升数据平台的综合性质，使其

臻置统一、共享、标准、完善，也唯有如此，才有可能构建得到成功的数字校园。具体来说，通过统一数据管理平台将学校内的各类数据进行数据集成、集中存储，并在做到统一数据管理、统一用户管理、统一信息共享、集中应用控制的基础上，全面实现教学、办公与管理的信息化。

1.3 数字校园基础平台遵循原则

1）实用性 基于对学校多种管理方式和教学特点的广泛调查和深入研究，数字校园基础平台应充分考虑用户需求的多样性，结合灵活的初始化设置、部门定制和功能预期，满足不同类型和级别学校的各类需求。同一功能需求，2个学校往往表现出2种操作流程和工作习惯，数字校园基础平台充分考虑到这些差异，最大限度地满足用户的需求。

2）交互性。数字校园基础平台不仅是一个管理平台，也是一个交流平台。数字校园基础平台包括功能强大的通知、实时响应的消息发送、方便快捷的内部邮件、网上论坛等子系统，为广大用户提供了丰富的交流方式和渠道，使其能够充分享受信息化建设的成果。数字校园基础平台充分利用网络优势，改善原始的备课授课方式，教师可共享课件和素材选件的教学素材库，联机编写多媒体教案，并直接用于教学。

3）安全性。数字校园基础平台的建设不可避免会牵涉到众多职能部门，数据安全至关重要。在平台建设中必须配有安全保障体系，并要加强安全制度建设和安全教育培训，在保证网络安全的基础上，确保数据安全。从客观实际出发，数字校园基础平台要充分考虑学校在内部管理、资源共享和信息交流等方面的复杂需求，建立了一套合理、高效且灵活的权限体系。针对不同类型的用户需要，身份不同的用户对各功能模块拥有特定的基本权限，另外根据实际情况获得附加权限和临时权限，确保真正有效地解决实际工作中的各类问题。

4）扩展性。数字校园基础平台要具备未来在功能性能扩展上的设计裕度，采用先进技术和研发方法，不但根据需求添加新的功能，而且代价较小就可以升级到新版本，保护投资[3]。

2 数字校园基础平台建设关键技术

以XML、J2EE、Web Service和中间件技术为基础，以标准化和开放性为准则，采用分层次、容错、组件式等设计思想，确保数字校园基础平台的实用性、交互性、安全性和可扩展性[4]。

2.1 SOA（Service-Oriented Architecture）技术

校园存在异构系统，导致系统间信息的交互与互操作非常困难，为了实现业务过程自动化，需要投入大量的人力和财力来进行系统集成。基于面向服务架构的应用集成开发方案（SOA）就是技术首选。SOA是时下先进的软件设计架构，采用基于服务的设计理念，遵循SOA相关标准与规范，来解决异构系统问的集成，提高系统的可维护性和软件代码的重用性，降低对lT资源的投资。

SOA架构具有以下优势：

1）基于SOA架构的信息系统建设投资少、周期短、使用成本低、灵活性；

2）SOA架构更能适应企业业务流程和商业模式的快速变化；

3）与传统架构的ERP相比，SOA架构更能适应国内企业管理模式，符合现阶段信息化变革的要求；

4）SOA架构能够充分利用原有信息资源，保护投资；

5）SOA架构可能降低软件系统对硬件资源的依赖程度；（6）SOA架构的建设改变了信息化推进模式，且有助于建立自己的开发队伍，管理队伍和运维队伍。

2.2 Web Service技术

Web Service是SOA中服务的主要实现技术，也是一种广泛采用的组件技术[5]。SOA是一种软件架构；Web则是一种技术架构，面向实现模式。

Web Service所涉及的关键技术包括：

1） XML。XML可扩展标记语言（Extensible Markup Language）标准是一个基于文本的W3C规范标记语言。Web Service全部的规范，技术都是以XML为底层核心和构架基础的，对Web Service而言，SOAP、WSDL和UDDI都是使用XML作为信息描述和交换的标准手段。

2） SOAP（Simple Object Access Protocol，简单对象访问协议）。SOAP是基于XML的协议。通过SOAP， 客户端请求和Web服务响应程序可以进行数据交换。

3） WSDL （Web Services Description Language， Web服务描述语言）。WSDL可以理解为Web Service的SDK标准。对于服务提供者来说，既需要描述由其提供的Web Service是做什么的，还要描述如何使用其所提供的Web Service。

4） UDDI （Universal Description，Discovery，and Integration，统一描述，发现与集成）。UDDI基于XML的标准，使企业可以将有关其产品和Web服务的信息发布在互联网上，并使这些信息可以被任何客户端访问到。

2.3 Portlet技术

Portal的功能包括单点登录、资源整合、定制与个性化、协作功能、工作流、信息检索。Portal支持异构资源的“一站式”操作，提供个性化和定制服务。Portal实现资源的有效组织，使用户能迅速发现并使用与其信息需求相关联的资源；每个用户都能根据偏好设置个性化的模式。用户通过Portal访问各种资源、调用各种服务，而无需分别登录到各个系统。Portal是新一代的工作台，所有的用户都可以在这样一个工作平台上开展日常工作、及学习。

基于J2EE技术的门户产品，由于其平台无关性，使其不管是在Windows平台还是Unix平台均可以顺利部署，并且能支持第三方的组件，因此就成了门户产品的主流。Portlet是基于Java技术的Web组件，业界已经公布了关于Portlet的2个规范，即JSRl68标准和WSRP标准，由其为Portlet提供了统一的开发标准，并允许将Web应用系统引入到门户系统中来。完整的Portal通常由Portal服务器、Portlet容器、Portlet构成。

3 数字校园基础平台设计

3.1 统一信息门户平台

统一信息门户平台是数字校园建设的重要组成部分，是数字校园应用系统的集成平台和校园信息资源的集中展示平台，能够有效地整合校内分散、异构的应用和信息资源，实现信息共享，不仅为学校各类用户构建了一个单点登录的、个性化的信息环境，同时也为用户提供一个统一的信息接收、查询、 阅读的入口[6]。统一信息门户平台使学校用户得以便捷获取和使用学校的网络信息资源，实现各部门业务协同，高效完成学校教学、科研和管理任务。

为了准确把握校园门户的功能定位，在统一信息门户平台设计过程中应注意把握以下2个方面：

1）系统高度集成。系统高度集成是指在信息标准基础上利用网络技术，将教学教务系统、学工系统、一卡通系统，OA系统等各种系统进行高度集成，使各个部门能够顺畅协同工作。

2）信息高度智能处理。统一信息门户平台能够对信息引进高度智能处理设计流程，就是对信息执行智能整合并优化加工等控制步骤，使信息得到系统化深度开发，从而实现信息挖掘与提取。

3.2 统一身份认证平台

统一身份认证平台是数字校园建设的必要组成部分。学校用户在不同的应用系统中有不同的用户名、密码及认证方式，也没有统一的应用访问入口，效率和安全性不高。统一身份认证平台是以统一身份认证服务为核心的服务模式。用户登录统一身份认证服务后，即可使用支持统一身份认证服务的应用系统。统一身份认证平台管理方式更加灵活，在相当程度上减少了系统管理人员的工作量，从而降低管理成本，提高管理效率。

3.2.1 信息标准

信息标准建设是数字校园统一认证平台的技术构成基础。实现信息标准化的规范演变也就是信息整合的一体化设计进程。信息标准化是指信息表达上的标准化，是在一定范围内人们能共同使用的对客体抽象的描述与表达。信息标准化能够减少由于格式及编码不一而导致的高成本、高出错率等问题。

完成信息标准制定工作，就要进行信息编码、信息分类、数据格式的确认：

1） 信息编码。信息编码工作保证数据在各业务系统中的一致性，保证编码对象的唯一性，有利于实现数据共享，提高数据处理效率。信息系统开发之前，首先完成编码工作，建设数据库，提供各种系统统一使用的编码规范。

2） 信息分类。根据成熟的分类方法，信息分类能够减少结果的复杂性，依据组织形式分类：各业务系统数据库信息、多媒体信息、办公信息；依据信息来源分类：教学资源、图书资源、科研信息、办公信息、档案信息等。

3）数据格式。根据学校实际需要，制定出统一的数据格式。这也将直接决定设计信息系统的数据唯一性。

3.2.2 统一身份认证平台设计

建立统一身份认证平台，由统一身份认证服务系统代替各认证模块，实现身份与门户的统一，各系统遵循统一接口，避免重复开发，方便用户使用[7]。平台设计要点如下：

1）要对所有用户展开集中管理，建立身份中心，同时采用不同的认证方式；

2）通过身份管理实现应用系统数据与平台数据的同步，平台具有兼容性；

3）实现单点登录，用户通过一次认证能够获取相应权限的信息资源。

3.3 统一数据管理平台

统一数据管理平台是对数字校园中的结构化数据进行统一管理的平台，能有效消除信息孤岛现象，是数字校园的基础平台[8]。数据管理平台为开发应用提供支撑环境，从异构系统中抽取不同格式的数据信息利用数据转换，生成标准数据格式，实现数据同步。

数据管理平台要按照教育部颁发的数据标准，同时根据实际需求，开发学校内部的编码标准，构建形成共享实用的数据库，对分析决策提供依据。数据管理平台设计重点如下：

1）全校信息编码必须具有统一性；

2）各系统之间进行数据共享的模式；

3）去除重复业务数据；

4）注重信息安全性设计，从硬件损坏和恶意攻击等方面防范风险；

5）每个业务系统数据都要保持独立性。

参考文献：

[1] 王建中，柳惠秋，尹春松. 高职院校数字校园建设探讨[J]. 中国管理信息化，2015，18（21）：169-170.

[2] 施家元，唐雷. 高校数字校园统一门户的设计与实现[J]. 北京印刷学院学报，2007，15 （2）：54-58.

[3] 唐星. 浅谈黔南民族医专数字校园综合管理平台建设[J]. 黔南民族医专学报，2013，26（3）：222-224.

[4] 王龙，冯天亮，关继夫. 数字校园应用服务平台建设[J]. 中国教育信息化，2011（5）：18-20.

[5] 艾飞，邹杜. 数字校园应用集成平台的研究和实现[J]. 计算机应用与软件，2010，27（7）：37-39.

[6] 杨厚云. 信息门户平台的设计与实现研究[J]. 信息通信，2014，（3）：114-115.

[7] 杨海军. 数字校园统一身份认证平台的分析与设计[J]. 计算机科学，2010，37（7A）：214-216.

[8] 刘永亮，张卫红. 数字校园中的数据交换平台设计[J]. 中国教育网络，2011（Z1）：91-93.