按需搭建的教學(xué)信息托管平臺架構(gòu)

徐丹麗

摘 要 信息托管成為中小型教學(xué)機(jī)構(gòu)的服務(wù)信息化建設(shè)的新途徑。采用 “積木式”搭建體系架構(gòu)理念，提出一種面向服務(wù)的教學(xué)信息托管平臺的體系架構(gòu)，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了面向服務(wù)的五層模型。該平臺可根據(jù)具體要求，植入相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫、生成滿足要求的教學(xué)信息系統(tǒng)以及相關(guān)服務(wù)封裝功能。新架構(gòu)體系具有松耦合、動態(tài)搭建、響應(yīng)速度快等新特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 教學(xué)信息托管 面向服務(wù) 按需搭建 動態(tài)應(yīng)用集成

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.06.029

Teaching Information Hosted Platform Architecture Built by Needs

XU Danli

（School of Information and Engineering， Shanghai Open University， Shanghai 200433）

Abstract Information hosting services become a new way for small and medium information technology teaching institutions. "Building blocks" to build architecture philosophy， proposed a service-oriented architecture teaching information hosting platform， focusing on the design of the five-story model of service-oriented. The platform according to specific requirements， the implant database of relevant information， generated to meet the requirements of teaching information systems and related services package features. New features of the new system has a loosely coupled architecture， dynamic structures， fast response.

Key words teaching information hosting; service-oriented; built by needs; dynamic application integration

當(dāng)今社會，隨著人們物質(zhì)生活的提高，對教育的重視程度也日益高漲，教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也鱗次櫛比。為跟上信息化的步伐，這些教育單元紛紛投身數(shù)字化的管理進(jìn)程，信息化建設(shè)成為其首先面臨解決的問題。信息設(shè)備的更新?lián)Q代，現(xiàn)有的教學(xué)信息系統(tǒng)面臨升級困難、響應(yīng)速度慢、安全漏洞多等諸多問題，讓自行開發(fā)和維護(hù)信息系統(tǒng)的要求、成本極高，除了少數(shù)大型機(jī)構(gòu)具有開發(fā)和維護(hù)實(shí)力外，絕大部分小型教育機(jī)構(gòu)沒有能力來承擔(dān)相關(guān)的成本、風(fēng)險。教學(xué)信息托管成為一種有效的解決方案。

1 設(shè)計(jì)機(jī)理

基于服務(wù)的教學(xué)信息托管平臺，是以功能任務(wù)為導(dǎo)向的。中小型教育機(jī)構(gòu)的日常教學(xué)，大部分功能除了具體內(nèi)容存在差別外，一般運(yùn)作流程基本相同，例如班級管理、學(xué)生信息管理、教師管理等。一個功能又可以分為多個小的環(huán)節(jié)，小的功能環(huán)節(jié)還可以細(xì)分……將這些大小功能進(jìn)行邏輯提取，就可以封裝成為大小不同粒度的“服務(wù)”單元，一個或多個服務(wù)單元可以按照標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議或者中間轉(zhuǎn)換組件進(jìn)行集成，組合成為一個服務(wù)模塊。

教學(xué)信息托管平臺將各種教學(xué)類業(yè)務(wù)、功能、應(yīng)用等，用服務(wù)單元或模塊進(jìn)行封裝，再用“服務(wù)”的方式發(fā)布在系統(tǒng)內(nèi)部或網(wǎng)絡(luò)上，通過消息傳遞機(jī)制動態(tài)地被發(fā)現(xiàn)、組織和重用。當(dāng)具體的要求確定后，利用這些服務(wù)進(jìn)行教學(xué)流程重塑，從而生成一個具體的教學(xué)管理信息系統(tǒng)單元。依托教學(xué)信息托管平臺，中小型教育機(jī)構(gòu)只需投入少量的租賃費(fèi)用，就可以快速、低成本、低風(fēng)險搭建出自己的信息管理系統(tǒng)，有效避免信息化建設(shè)過程中的盲目性、系統(tǒng)構(gòu)建的重復(fù)性。

2 面向服務(wù)的架構(gòu)模型

本教學(xué)信息托管平臺的架構(gòu)采用分層式的系統(tǒng)模型。分層的結(jié)構(gòu)利于降低系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，提高系統(tǒng)靈活性、可移植性和擴(kuò)充性。本系統(tǒng)按照服務(wù)的粒度大小，進(jìn)行分層。一般而言，越靠近底層，服務(wù)粒度越小。層與層之間相互獨(dú)立，可通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議完成服務(wù)調(diào)用或封裝，實(shí)現(xiàn)信息交互。下層是上層的基礎(chǔ)，為上層提供服務(wù)。

圖1所示為教學(xué)信息托管平臺的分層架構(gòu)。本平臺分為五層：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、組件和中間件層、邏輯流程層、應(yīng)用服務(wù)層以及用戶界面層。托管平臺在防火墻的安全保護(hù)下，使用HTTP/HTML/FTP機(jī)制與外部交互信息。管理人員根據(jù)具體要求，搭建成不同教學(xué)信息系統(tǒng)對象，并為這些具體對象設(shè)定其用戶的管理權(quán)限、導(dǎo)入相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、生成具體的業(yè)務(wù)流程等。這些對象通過PKCS/XKML安全機(jī)制與托管平臺進(jìn)行信息交互，同時也通過HTTP/HTML/FTP機(jī)制與外界進(jìn)行信息維護(hù)和管理。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層主要包括具體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，例如學(xué)生基本信息、教師基本信息、班級基本信息、課程基本信息等。這一層負(fù)責(zé)組織、管理和維護(hù)本地或者遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫，例如專家知識庫、信息庫、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、事實(shí)表、有關(guān)文檔記錄等。

組件層負(fù)責(zé)組織、管理和維護(hù)應(yīng)用組件，對教育機(jī)構(gòu)原有的應(yīng)用的服務(wù)封裝。這些組件可以進(jìn)行定義、標(biāo)識、查找和操作，還可以通過中間件組裝為復(fù)合組件。中間件層是為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)或組件的信息通信和集成，可以分為四類：遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）、面向消息的中間件（MO Middleware）、對象請求代理（ORB）和事務(wù)處理監(jiān)控（TPM）。

圖1 信息托管平臺分層模型

邏輯流程層實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)流程對象進(jìn)行創(chuàng)建、跟蹤和監(jiān)控，包含工作流引擎、各種系統(tǒng)流程、業(yè)務(wù)流程邏輯框架的定義、說明，支持流程的動態(tài)創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)對邏輯流程對象管理。邏輯流程對象能夠被標(biāo)識、查找、修改。通過消息傳遞機(jī)制，本層可被應(yīng)用服務(wù)層調(diào)用。

應(yīng)用服務(wù)層為教學(xué)信息化系統(tǒng)提供公共服務(wù)、系統(tǒng)入口、郵件服務(wù)等，是直接面對用戶的系統(tǒng)層，具體有教學(xué)過程信息化、公共服務(wù)、郵箱服務(wù)、過程監(jiān)控、權(quán)限管理等內(nèi)容。這一層的主要功能包括：①服務(wù)定義、封裝和發(fā)布;②接受、分析、處理來自界面層信息， 采用SOAP 等協(xié)議將結(jié)果返回給服務(wù)器，由服務(wù)器對外發(fā)布結(jié)果;③協(xié)調(diào)Web 服務(wù)的相互調(diào)用。

最后需要特別說明的是服務(wù)總線（Service Bus），使服務(wù)交互可以在服務(wù)提供者和服務(wù)請求者之間進(jìn)行，并管理服務(wù)實(shí)例。服務(wù)總線為整個系統(tǒng)各個層之間的信息交互提供通用的通道。

與傳統(tǒng)架構(gòu)相比，面向服務(wù)架構(gòu)具有開放標(biāo)準(zhǔn)、松耦合、協(xié)議無關(guān)性等明顯優(yōu)勢，能更快速和有效地響應(yīng)服務(wù)變更，使系統(tǒng)滿足當(dāng)前和未知的業(yè)務(wù)需求。

3 按需搭建

面向服務(wù)的教學(xué)信息托管平臺的體系框架，采用“積木式”思想對服務(wù)進(jìn)行封裝和應(yīng)用動態(tài)集成。教學(xué)信息托管平臺的服務(wù)對象是中小教育單位，根據(jù)它們提供的具體要求，搭建并維護(hù)若干個具體的管理信息系統(tǒng)。這些小的教育單位盡管在具體操作上面千差萬別，但具體流程存在的共性，例如課程時間安排業(yè)務(wù)流程、教學(xué)過程跟蹤流程、成績錄入流程、在線測試流程等，其具體過程都是有固定的環(huán)節(jié)構(gòu)成。開發(fā)教學(xué)信息托管平臺的第一要務(wù)首先就是根據(jù)任務(wù)為導(dǎo)向，尋找這些具有共性的典型流程。

分析教學(xué)過程中的應(yīng)用、功能和業(yè)務(wù)的共性可以確定出托管平臺的基礎(chǔ)“積木”服務(wù)，分析其個性可以幫助確定出平臺的可選擇“積木”服務(wù)項(xiàng)。一般說來，系統(tǒng)開發(fā)過程先找典型流程，再找個性化流程。

找到典型流程后，劃分單元節(jié)，將這些單元節(jié)封裝成多個相互獨(dú)立的功能服務(wù)，實(shí)際上就是按照較小粒度進(jìn)行“積木組件”的定義和創(chuàng)建。然后，根據(jù)需要，在對這些組件進(jìn)行更小粒度的單元劃分。從反方向上，流程環(huán)節(jié)組件可通過中間件、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和接口等給定規(guī)則，集成為具體的信息對象，最終生成具體流程。透過這些單元模塊，面向服務(wù)的托管平臺具有了動態(tài)集成應(yīng)用，隨需應(yīng)變的能力。

托管平臺支持動態(tài)地發(fā)現(xiàn)、選擇、綁定和集成這些“積木”式服務(wù)。這種“積木式”搭建通過業(yè)務(wù)模型建模等抽象級別的重用，使技術(shù)功能和它所支持的業(yè)務(wù)功能之間的映射更直接，并通過對服務(wù)的動態(tài)添加或釋放，來適應(yīng)后續(xù)階段發(fā)展需求。

采用“積木式”的服務(wù)分組和封裝，托管平臺就可以根據(jù)具體需求，動態(tài)搭建出多個不同的信息系統(tǒng)對象，既能滿足個性化需求，又能實(shí)現(xiàn)資源重復(fù)利用。

4 小結(jié)

教學(xué)信息托管實(shí)現(xiàn)了為中小型教育單位提供信息管理的新服務(wù)模式，為教學(xué)服務(wù)信息化提供一個公共技術(shù)服務(wù)平臺，解決中小型教育單位的信息化建設(shè)問題，使其避免了實(shí)施信息化存在的資金、人力、技術(shù)及風(fēng)險等問題。同時，在很大程度上優(yōu)化了社會資源，讓教育單位專心致力于其核心業(yè)務(wù)的發(fā)展。

本文提出一種面向服務(wù)的企業(yè)信息托管的體系框架，先將具體業(yè)務(wù)流程分別劃分為獨(dú)立服務(wù)塊，在采用“積木式”思想對教學(xué)流程進(jìn)行封裝和應(yīng)用動態(tài)集成，搭建客戶定制的教學(xué)信息管理系統(tǒng)。新架構(gòu)體系具有松耦合、動態(tài)搭建、響應(yīng)速度快等新特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐘志賢，黃林凱.對教學(xué)信息系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的幾點(diǎn)反思[J].中國遠(yuǎn)程教育，2010（1）.

[2] M. Endrei， J. Ang， Patterns： Service-Oriented Architecture and Web Services[J].www.researchgate.net

[3] 范冰冰，張樹偉等.OSA/Parlay API業(yè)務(wù)發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和綁定機(jī)制的研究[J].華南師范大學(xué)學(xué)報，2007.2.

[4] 孫華林，趙正文.基于Web Services 的面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的探索與研究[J].信息技術(shù)，2007.1.