《中国教育信息化》发行部：ｃｙｌ＠ｍｏｅ．ｅｄｕ．ｃｎ 面向服务的数据集成设计与实现术 毛海波，王钱永 （宁波大学，浙江宁波３１５２１１） 摘 要：本文通过分析ＳＯＡ技术和ＳＯＡ实现平台的组件，提出基于ＳＯＡ数据集成平台是由数据层、交 换层、集成层和服务层组成，该平台与软件和平台无关，具有松耦合的特性，可以有效地实现高校异构系统间 的数据集成。 关键词：数据集成；Ｗｅｂ服务；面向服务体系架构 中图分类号：ＴＰ３０９．２ 一文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—８４５４ｆ２０１０）０９—００７９—０３ 二、面向服务的体系结构 １．ＳＯＡ的概述 、引言 随着高校信息化建设的不断深入，数据共享和数据 集成成为高校当前面临的紧迫问题。传统的数据集成方 法不能方便、低投入地实现异构系统间的数据集成，难 以适应现代高校业务变化需求。高校的数据集成需要一 个能够支持系统的松耦合性、自治性、开放性、服务可重 用性、部署灵活性以及系统兼容性的平台架构，ＳＯＡ是 一面向服务的体系结构（Ｓｅｒｖｉｃｅ—Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ， ＳＯＡ）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元通 过服务之间定义良好的接口和契约联系起来。Ⅲ圆接口是 采用中立的方式进行定义的．它于实现服务的硬件 平台、操作系统和编程语言。构建在不同系统中的服务接 个很好的选择。本文通过研究面向服务的数据集成技 口可以以一种统一和通用的方式进行交互，具有松耦合 的特征。 术来实现高校应用系统问的数据共享和服务模式，探讨 面向服务的数据集成的可行性方案，为推进高校数字化 校园的建设进程提供最优的解决方案。 ＳＯＡ不是一种语言，也不是一种具体的技术，而是一 种软件系统架构．以服务为基础，实现软件系统不同部分 资助项目：浙江省社会科学界联合会研究课题：项目名称（基于ＳＯＡ的数字资源集成研究）；项目编号（２００９Ｂ５４）。浙江省教 育厅科研项目：项目名称（基于本体的数字资源集成研究）；项目编号（Ｙ２００８０４１９０）。 。十一十”十“—。。 。。。ｔ一”十 十－—。十一”—十一 第三，自动架构个性化风格各异的教学网站，以最简 单的方式解决了教师制作教学网站的难题。首先，可以根 据需要任意地对网站栏目、内容进行定制、排版、编辑，从 教育厅组织的项目科技成果鉴定会。鉴定委员会一致认为 该成果达到了国内领先水平，具有较大的推广应用价值。 该教学平台于２００６年９月投入淮海工学院校园网 正式运行，全校所有在册师生均可以通过浏览器访问．系 设计内容上真正体现了个性化；其次，运用了先进的ｗｅｂ 换肤技术，教师只要从模板样式库中简单勾选，就可以让 教学网站更换成任意需要的样式页面，从设计风格上体 现了个性化 统运行稳定．日常维护极其简单。目前全校各院系利用该 平台开设的各类课程达３８３门，其中计算机课程８１门， 个性化教学网站８７７个．其中计算机类２４６个。⑩ 参考文献： 『１１施琚，陈道泉．基于Ｗｅｂ的课程群教学平台的设计与开 发ＵＪ．淮海工学院学报（自然科学版），２００５，１４（４）． 第四，运用ａｊａｘ技术解决页面刷新问题。本系统采用 了Ｗｅｂ ２．０中的ａｊａｘ技术，使得用户操作时有类似Ｃ／Ｓ 程序的无刷新体验，解决了部分页面交互过多、操作繁杂 的问题 【２】施堵，尹琦．课程群网络智能教学平台构建浅析Ｕ】．高教 论坛．２００６（５）． （编辑：隗爽） 五、系统鉴定与推广应用 数字化网络教学平台于２００６年ｌ０月通过了江苏省 ｃｈｉｎａ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｉｎｆｏ ７９ 技术应用 《中国教育信息化》编辑部：ｍｉｓ＠ｍｏｅ．ｅｄｕ．ｃｇ 的松耦合。『３Ｗｅｂ服务并非是实现ＳＯＡ的必需组件，但它 所具有的优势使其在实现ＳＯＡ时具有重要地位，在实践 另外，Ｓ０Ａ还具有灵活性、兼容性、多样性、稳定性和 扩展性等特点。 三、基于ＳＯＡ的数据集成设计 整个基于ＳＯＡ的数据集成平台由数据层、交换层、 集成层和服务层组成。其中，数据层由业务部门应用系统 过程中往往被优先考虑为实现ＳＯＡ的技术而得到采用。 ２．ＳｏＡ实现平台的功能组件 ＳＯＡ应用的具体实现依赖于实际的ＳＯＡ实现平台．［４１ 平台包含的基本组件分为两类：功能元素和服务质量元 素，ＳＯＡ实现平台的基本组件如图１所示。 图１ ＳＯＡ实现平台的基本组件 服务注册中心：服务和数据描述的存储库，服务提供 者可以通过服务注册中心发布服务，服务请求者可以通 过服务注册中心发现或查找可用的服务。 业务流程：由一个服务或多个服务构成，按照特定的 顺序，使用一组特定的规则进行调用，以满足业务要求。 服务：实际可供使用的服务实体。 服务描述：描述服务是什么、应该如何调用服务以及 调用服务需要什么数据。 服务通信协议：通过这种机制，将服务提供者和服务 请求者的请求内容和将要返回的内容进行沟通。 传输：将服务访问者的服务请求传送给服务提供者． 并且将服务提供者的响应传送给服务访问者。 事务：应用于一组服务，以提供一致的结果。 管理：应用于管理提供的服务或使用的服务。 策略：是一组条件和规则．在这些条件和规则之下． 服务提供者可以使服务对于服务请求者可用。 安全性：应用于调用服务的服务使用者的身份验证、 授权和访问控制 ３．ＳＯＡ的优点 松耦合性：Ｓ０Ａ为服务请求者和服务提供者之间提 供松散、耦合的服务接口。 自治性：ＳＯＡ自治性表现在服务能够以自组织的形 式来控制服务所封装的企业逻辑，并逻辑处理方面具备 最大程度的性 开放性：ＳＯＡ的实现可以完全在遵守各种技术标准 的前提下进行，因而最大程度地减少了对具体厂商的依赖 性，增加了服务请求者选择使用不同服务提供者的机会。 服务可重用性：服务是定义完整的功能实体，合理的 使用可以减少重复功能开发．降低成本。 ８０中国教育信息化／２０１０．０９倩教职教） 的异构数据源组成，是基础。交换层是对异构数据进行 ＸＭＬ格式预处理，保证数据传输时数据格式的一致性， 是前提。集成层包括数据中心、数据抽取、数据整合、数据 发布以及数据交换标准，是核心。数据集成平台的整体功 能架构如图２所示。 服务层 集成层 交换层［二二 巫巫 二］ 数据层 图２数据集成平台的整体功能架构 １．数据层 通过对高校业务系统的数据存储类型进行分析和归 类，可分为关系数据库系统、非结构化数据和半结构化数 据三种数据类型。 关系型数据库：是用于存储学校业务数据的各种 关系数据库系统，如人事处的ＭＳ ＳＱＬ ２０００、教务处的 ＭＳ ＳＱＬ ２００５、图书馆Ｓｙｂａｓｅ和财务处的Ｏｒａｃｌｅ等，这些 系统直接提供ＸＭＬ转换接口。 非结构化数据：是用于存储学校部分业务数据的 Ｅｘｃｅｌ等数据文件，这些文件通过ＸＭＬ转换工具实现数 据的转换。 半结构化数据：是用于存储校内数字资源的ＸＭＬ文 件，如图书馆中的部分数字资源、利用开源系统自建的学 校机构库等，这些数据直接用Ｓｃｈｅｍａ抽取数据。 ２．交换层 交换层是对数据层中的异构数据进行规格化处理。 关系数据库和ＸＭＬ之间的转换机制有两种：基于表的映 射和基于对象的映射。本文采用基于对象的映射，［５１原因 是基于表的映射只表示结构简单的ＸＭＬ文档．它不能表 示数据库模式结构。基于对象的映射把数据库的数据看 成对象树，然后将这些数据映射到ＸＭＬ文档中，其核心 思想是数据库的表转化为ＸＭＬ复杂类型元素，表的字段 转化为该对象的简单类型子元素或者属性，表的主外键 关系转化为表对应ＸＭＬ元素之间的父子关系。 《中国教育信息化》发行部：ｃｙｌ＠ｍｏｅ．ｅｄｕ．ｃｎ 交换层是对ＭＳ ＳＱＬ ２０００、ＭＳ ＳＱＬ ２００５、Ｓｙｂａｓｅ和 Ｏｒａｃｌｅ关系数据库中基础信息表的ＸＭＬ转化规则存储在 一个映射文件中，然后对映射文件进行解析生成最终的 ＸＭＬ文件。 ３．集成层 集成层是对高校业务系统间的数据进行交换和整 合，是数据交换平台建设的核心。数据中心负责对业务数 据按数据交换标准和数据字典进行数据抽取、数据整合 和数据发布。其中，数据抽取模块负责从基层单位或其他 系统抽取数据的功能；数据整合模块负责对接收的数据 进行格式校验、数据校验、查重和修正，确保数据的完整 性和准确性，同时按照数据字典要求统一存放到中心库 内；数据发布模块负责将中心库内的数据准确、可靠地发 布到指定的目的地 ４．服务层 Ｗｅｂ服务管理中心为Ｗｅｂ服务提供注册管理和发 布功能，为上层应用系统如门户系统等，提供数据访问 接口。各数据交换点的Ｗｅｂ服务向管理中心注册自己的 业务数据交换业务．管理中心根据注册信息进行Ｗｅｂ服 务的路由并主动调用数据交换节点的数据访问服务来 向数据交换节点传送数据或从数据交换节点那里获取 数据 服务注册是对各业务系统需要发布的Ｗｅｂ服务进 行描述，并在ＵＤＤＩ中心注册，主要内容包括服务定义、 调用方法和绑定信息。服务发现是根据服务使用者提出 的请求查找所需服务的信息，主要内容包括服务定义、调 用方法和绑定信息。 服务数据支持是对所有的ＵＤＤＩ服务进行整理、存 储，作为服务注册和服务发现的数据依托。 四、基于ＳＯＡ的数据集成实现 １．基于ｏＤＩ的数据集成 ＯＤＩ（Ｏｒａｃｌｅ Ｄａｔａ Ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ）是Ｏｒａｃｌｅ公司提供的一 种数据集成工具，能高效地实现批量数据的抽取、转换和 加载。ＯＤＩ用于对整个数据集成服务的设计，包括创建对 数据源的连接架构、创建模型及反向表结构、创建接口、 生成方案和计划等。Ａｇｅｎｔ运行程序是通过命令行方式在 ＯＤＩ服务器上启动的服务，对Ａｇｅｎｔ下的执行计划周期 性地执行。ＯＤＩ为数据分发、设计工具、数据集成基础和 广泛的数据连接性提供了综合的技术平台功能。 利用ＯＤＩ数据整合工具对学校的人事管理系统、教 务管理系统、财务系统、图书管理系统等数据进行统一数 据抽取和数据整合．从而实现对数据层的统一访问。通过 以下五个步骤可实现异构数据集成： （１）分析源系统数据结构，开放源系统数据视图，并创 技术应用 建数据库访问帐号，同时授予视图的读取操作访问权限： （２）在中心数据库中建立对应数据表； （３）用ＯＤＩ工具中的Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｍａｎａｇｅｒ功能创建和配 置共享库与源系统数据库的连接架构和代理： （４）用ＯＤＩ工具中的Ｄｅｓｉｇｎｅｒ功能创建和配置共享 库与源系统数据库的接１５１、包、方案和计划．在Ｏｐｅｒａｔｏｒ 里测试执行的结果： （５）启动Ａｇｅｎｔ，自动执行所创建的计划。 ２．Ｗｅｂ服务接口的实现 向门户信息系统、统一身份认证系统以及综合分析 系统等上层应用系统提供统一的消息机制服务、工作处 理流程服务、数据服务、用户体验服务以及身份认证和授 权等服务。根据业务需求对服务接口进行分类定义，具体 用Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ ２００５实现如下各类Ｗｅｂ服务接口： （１）公共服务接口：身份认证接口、授权访问接１３等； （２）通用数据访问：基础数据访问接口，如教师基本 信息存取接口、学生基本信息存取接口、课程信息查询接 口等： （３）高速数据访问：在线实时数据访问接１：３等； （４）事项及订阅服务：数字资源信息访问接口、待办 事宜访问接口等； （５）历史数据访问服务：各种数据统计分析接１３，如 科研工作量统计接口、本科生教学工作量统计接口、研究 生教学丁作量统计接口以及财务数据统计接口等。 最后，将这些定义好的服务接口通过Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｓｅｒｖｅｒ ２００３提供的企业通用描述、发现和集成服务（ＵＤＤＩ）进行 统一管理，同时发布到网络中供其他系统调用。 五、小结 数据集成是一个复杂的系统工程，基于ＳＯＡ的数据 集成建设还需要在实际应用巾进一步探索和改进，如对 多表数据的抽取、转换、传输及同步需要进一步研究．对 Ｗｅｂ服务调用的安全性考虑不多，等等。⑩ 参考文献： ［１】朱振杰．ＳＯＡ的关键技术的研究与应用实现【【）】．硕士学 位论文，电子科技大学，２００６． 【２】顾莉娜．面向服务的企业应用集成的研究与实践【Ｄ】．硕 士学位论文，同济大学，２００５． 『３］陈启祥，杨军．面向服务的软件架构以及其支撑技术的 研究Ⅲ．湖北工业大学学报，２００５（４）：３８—４１ ｆ４１王卫玲．基于ＳＯＡ的Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ集成技术研究『Ｄ１．硕 士学位论文，广西大学．２００７． ［５］聂培尧，魏振刚．一种基于ＸＭＬ的数据集成系统及实现Ｕ】． 计算机应用，２００２，２２（９）：２４－２７． （编辑：隗爽） Ｃｈｉｎａ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｉｎｆ０ ８１
