教育信息化異構(gòu)數(shù)據(jù)集成問題及解決方案高校信息化建設(shè)初期，多是獨立開發(fā)建設(shè)相互獨立的應(yīng)用系統(tǒng)，每個部門或單位都是一個數(shù)據(jù)源，每個數(shù)據(jù)源都是異構(gòu)的，進而形成了一個巨大的異構(gòu)數(shù)據(jù)環(huán)境。在提高了效率的同時，這些系統(tǒng)的相互獨立性也為整體管理設(shè)置了障礙。為了將高校信息系統(tǒng)建成一個高度集成和開放的系統(tǒng)，一種辦法是推倒重建，考慮到成本、實施周期和難度因素等，這不是一種切實可行的解決方案。另一種辦法是整體考慮高校的信息化需求，根據(jù)實際情況，對各個信息系統(tǒng)進行整體規(guī)劃，選擇一個合適的集成平臺，把學(xué)校各部門的“信息孤島”有機地集成起來。因此，如何解決已建立的應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息集成是當(dāng)前數(shù)字校園建設(shè)中面臨的主要問題之一。信息集成技術(shù)信息集成所要解決的問題是把位于不同的、異構(gòu)信息源上的數(shù)據(jù)合并起來，以便為用戶提供這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)一視圖，通過異構(gòu)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)進行統(tǒng)一操作。因此，處理各種各樣的異構(gòu)情況成為信息集成的主要任務(wù)。利用數(shù)據(jù)集成技術(shù)將高校內(nèi)已有系統(tǒng)集成是提升高校內(nèi)部系統(tǒng)、達成高校目標(biāo)和增強高校競爭力的重要手段,也是當(dāng)前計算機應(yīng)用的發(fā)展趨勢之一。信息集成技術(shù)的研究始于80年代早期，現(xiàn)已在實際領(lǐng)域得到應(yīng)用，并且產(chǎn)生了良好效果，但在我國教育領(lǐng)域的應(yīng)用還不是很多。目前，在開發(fā)信息集成系統(tǒng)時所采用的方法基本可以分為兩類物化方法（Materialized，也稱數(shù)據(jù)倉庫法）和虛擬方法（Virtual,也稱中間件法）。物化方法：在客戶端與數(shù)據(jù)源（服務(wù)器）之間增加一層，稱為數(shù)據(jù)倉庫，用于存儲來自各數(shù)據(jù)源的待集成數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供對這個數(shù)據(jù)倉庫的查詢機制。這種方法的優(yōu)點是既可用于信息集成，又可用于決策支持查詢。該方法存在的問題是，當(dāng)信息源的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)也要做相應(yīng)的修改。因此，這種間接訪問方式的最大缺點是數(shù)據(jù)更新不及時，數(shù)據(jù)重復(fù)存儲。這種方法通常需要一些新的技術(shù)，如有效數(shù)據(jù)加載和增量更新維護等。虛擬方法：該方法使用了與數(shù)據(jù)倉庫法完全不同的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)仍保存在各數(shù)據(jù)源上，集成系統(tǒng)僅提供一個虛擬的集成視圖（即全局模式）和對該集成視圖查詢的處理機制。系統(tǒng)能自動地將用戶對全局模式的查詢請求轉(zhuǎn)換成對各異構(gòu)數(shù)據(jù)源的查詢，它依賴于兩類軟件組件：包裝器（wrappers）和中間件（mediators）。包裝器包裝數(shù)據(jù)源，把底層的數(shù)據(jù)對象轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型;在某種程度上，中間件是信息源中數(shù)據(jù)的一個視圖，中間件中并沒有數(shù)據(jù)，用戶可以對中間件進行查詢，對于每一個用戶的查詢模式需要一個中間件。中間件從包裝器或其他中間件獲取信息，通過集成不同數(shù)據(jù)源信息，并解決它們之間的沖突來提煉信息，然后把信息提供給用戶或者其他的中間件。由于該方法不需要重復(fù)存儲大量數(shù)據(jù)，并能保證查詢到最新的數(shù)據(jù)，因此比較適合于高度自治、集成數(shù)量多、且更新變化快的異構(gòu)信息源集成。通過上述兩種方法的比較，我們選擇虛擬方法，即中間件法來實現(xiàn)已有系統(tǒng)的集成。本文針對高校的信息化發(fā)展現(xiàn)狀，將基于WebService的信息集成引入數(shù)字校園中，為高校目前存在的異構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集成提供了一個解決方案。WebService技術(shù)WebService特指用Web服務(wù)描述語言(WebServicesDescriptionLanguage,WSDL)描述的、通過HTTP發(fā)送的、處理XML編碼的SOAP消息的分布式服務(wù)架構(gòu)(也可稱作Web服務(wù))。WebService技術(shù)主要包括XML、SOAP、WSDL、UDDI等技術(shù)。在Webservice體系中，所有的應(yīng)用實體都被抽象成服務(wù)，其中包括三個角色和三種操作，如圖1所示。三個角色分別是：1?服務(wù)提供者(ServiceProvider):從應(yīng)用角度看，它是指服務(wù)的所有者;從體系結(jié)構(gòu)上看，它是指提供服務(wù)的平臺。服務(wù)請求者(ServiceRequester):從應(yīng)用角度看，它是指需要請求特定功能的企業(yè);從體系結(jié)構(gòu)上看，它是指查找和調(diào)用服務(wù)的客戶端應(yīng)用程序。服務(wù)代理(ServiceBroker):它是指用來存儲服務(wù)描述信息的信息庫(ReposITory)，服務(wù)提供方在這里發(fā)布他們的服務(wù)，服務(wù)請求方在這里查找服務(wù)，獲取服務(wù)的綁定信息。三種操作分別是：發(fā)布(Publishing):服務(wù)提供者需要首先將服務(wù)進行一定描述并發(fā)布到注冊服務(wù)器上。在發(fā)布操作中，服務(wù)提供者需要通過注冊服務(wù)器的身份驗證，才能對服務(wù)描述信息進行發(fā)布和修改。查找(Finding):服務(wù)請求者根據(jù)注冊服務(wù)器提供的規(guī)范接口發(fā)出查詢請求，以獲取綁定服務(wù)所需的相關(guān)信息。在查找操作中，一般包含兩種查找模式：一種是瀏覽模式(BrowsePattern)，另一種是直接獲取模式(DrilldownPattern)o3?綁定(BInding):服務(wù)請求方通過分析從注冊服務(wù)器中得到的服務(wù)綁定信息，包括服務(wù)的訪問路徑、服務(wù)調(diào)用的參數(shù)、返回結(jié)果傳輸協(xié)議、安全要求等，對自己的系統(tǒng)進行相應(yīng)配置，進而遠程調(diào)用服務(wù)提供者所提供的服務(wù)。解決方案目前，數(shù)字校園建設(shè)的重點之一是建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，解決各個子系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的異構(gòu)問題，實現(xiàn)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享。WebServices的提出就是為了解決異構(gòu)系統(tǒng)的集成問題，通過WebServices技術(shù)，對服務(wù)進行定義，從而隱藏舊應(yīng)用接口的一些復(fù)雜性，異構(gòu)系統(tǒng)之間的交互（如數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)挖掘等）難題可以得到很好的解決。針對高校的集成需求，通過WebServices來實現(xiàn)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)的銜接。例如，針對許多系統(tǒng)都需要從學(xué)生信息系統(tǒng)中獲取學(xué)生基本信息的情況，我們可以在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中設(shè)計一個Web服務(wù)，其他信息系統(tǒng)在需要時就可以通過這個服務(wù)來獲取學(xué)生的基本信息。對于每個部門的子系統(tǒng)，可以把需要提供給外界的信息以Web服務(wù)的方式來提供，而其他需要相關(guān)信息的系統(tǒng)通過調(diào)用這些Web服務(wù)來獲取。具體來說，校園網(wǎng)中現(xiàn)存的各個子系統(tǒng)應(yīng)該被看作Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)中的服務(wù)提供者的角色，但是由于異構(gòu)性的存在，因此需要由一層中間件將原有系統(tǒng)的功能接口轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的服務(wù)接口，這個工作實際可以看作是對舊系統(tǒng)接口的改造和更高層次抽象，WSDL技術(shù)在這里得到了很好的應(yīng)用，所有的接口信息都以WSDL文檔的統(tǒng)一形式展現(xiàn)給下層的系統(tǒng)模塊。使用WSDL描述這些Web服務(wù)，并按需將其發(fā)布到注冊中心以供查詢，同時所有這些工作均可使用支持規(guī)范的工具來完成。此時，系統(tǒng)之間的集成就變?yōu)閃eb服務(wù)的對接。開發(fā)人員可以通過UDDIAPI來查詢Web服務(wù)的注冊中心或與相關(guān)技術(shù)人員進行交流，獲取對方的Web服務(wù)的WSDL描述文檔，然后通過平臺工具自動將WSDL描述文檔裝載到自己的開發(fā)平臺中，并生成相應(yīng)的接口。同時，開發(fā)人員可以使用XMLSchema工具快速地理解應(yīng)用交互需要使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后在自己的應(yīng)用中引入剛剛使用平臺工具生成的調(diào)用接口和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使用SOAP技術(shù)與對方的Web服務(wù)進行交互，從而完成系統(tǒng)應(yīng)用集成。對于最終的用戶來說，需求是多樣化的，很多情況下，需要結(jié)合多個子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)做一些數(shù)據(jù)分析或數(shù)據(jù)挖掘的工作。例如，當(dāng)校方發(fā)現(xiàn)學(xué)生的成績下降時，希望了解學(xué)生成績下降是否跟學(xué)生在VOD系統(tǒng)花費了過多的時間有關(guān)；能否建立一個受國家資助大學(xué)生的消費模型以調(diào)整助學(xué)策略;可否通過學(xué)生的閱讀記錄和成績分析圖書館對學(xué)生學(xué)業(yè)的幫助程度。這些高級的需求是不能由一個簡單的獨立系統(tǒng)得出結(jié)論的，需要利用多個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘。中間服務(wù)層實際上就是這樣的一個個分析系統(tǒng)，對于用戶來說，它們相當(dāng)于更高抽象層次的服務(wù)，可以進行可視化的操作;而在整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，它們應(yīng)該被看作是Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)中的服務(wù)請求者的角色，正是它們對于上層子系統(tǒng)提供的服務(wù)發(fā)出了調(diào)用請求。由于上層子系統(tǒng)各自的功能服務(wù)已經(jīng)由WSDL進行了統(tǒng)一的抽象描述，以統(tǒng)一的接口形式暴露給下層，所以對于中間服務(wù)層模塊來說，只要把對各個子系統(tǒng)的服務(wù)調(diào)用請求按照SOAP規(guī)范進行封裝，就可以順利實現(xiàn)相關(guān)的調(diào)用。面向服務(wù)的架構(gòu)是實現(xiàn)高校信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)無縫銜接的理想方案，它在服務(wù)層中將各業(yè)務(wù)功能點以服務(wù)的形式暴露于系統(tǒng)之外，其他信息系統(tǒng)可以通過服務(wù)協(xié)議對服務(wù)進行訪問。這種技術(shù)簡化了系統(tǒng)集成，可以快捷、容易地對業(yè)務(wù)需求的變化做出反應(yīng)。另外，面向服務(wù)的架構(gòu)是與平臺和語言無關(guān)的，因此無需考慮應(yīng)用實施的環(huán)境是何種平臺系統(tǒng)和設(shè)備。和其他的系統(tǒng)集成技術(shù)相比，面向服務(wù)的集成是解決高校信息系統(tǒng)集成的理想選擇。結(jié)束語高校信息系統(tǒng)是一個有機的整體，但由于軟件開發(fā)技術(shù)的限制以及高校信息化由零到整的發(fā)展歷程，使得各個子系統(tǒng)高度獨立，數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)無法共享。因此