教育监管论文：教育服务与监管研究诠释

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本文作者：丁佩剑工作单位：西安建筑科技大学

统一的数据架构使得数据与应用的关系更加清晰，数据的意义更加明确，数据之间的区分和关联更加合理，能保证数据的整体性、一致性、完整性，能提高数据的综合使用效率。数据架构的构成教育服务与监管体系的业务数据包括结构化数据和非结构化数据两大类。非结构化数据主要包括公文文档、音视频文件等；结构化数据包括公共数据、应用私有数据、归档数据和数据仓库四种类型。除业务数据构成外，数据架构还包括数据采集模式、数据存储、数据安全以及数据标准。数据架构组成如图1所示。数据标准数据标准包括数据标准集、代码标准集和全局性编码规范三个部分。数据标准集用于准确地定义数据元素，代码标准集用于确定数据元素的一致的取值范围，全局性编码规范用于确定重点数据元素的全局统一编码规则。数据元素是数据最小的不可再分的信息单位，是数据对象的抽象。对它的准确识别和定义是保证系统中数据一致性的前提，是建立稳定良好的数据结构的关键，也是进行数据挖掘与决策支持的基础。全局性编码是各级各类教育管理数据能够关联与衔接的基础，也是整合各类教育管理信息资源、搭建国家教育管理公共服务平台的基础。全局性编码应遵循唯一性、稳定性、规范性、可扩充性的编码原则。数据存储本文设计的教育服务与监管体系的技术架构，对数据的存储采用物理存储统一、逻辑数据独立的模式[1]。所谓物理存储就是把数据存储在统一构建的存储设备中。公共数据、应用私有数据、归档数据和数据仓库都以关系数据的形式储存于关系数据库管理系统上，数据库管理系统中的物理数据文件存在统一的物理存储设备中。非结构化数据由内容管理系统统一管理，并储于统一的物理存储设备中。物理存储设备对各系统是透明的，并进行统一规划统一构建。各系统都拥有其各自独立的应用数据库，从逻辑关系上讲数据是相对独立的，并独立对其系统的数据进行管理。公共数据与应用私有数据之间及应用私有数据之间，都是通过数据交换的模式进行的。数据仓库系统可以有效利用数据装载工具将独立分散的决策支持数据集中装载处理，并能形成集中的数据仓库。数据采集数据采集的模式有：直接录入模式、系统服务模式、定格式文件采集导入模式[1],各模式应当根据实际情况使用。1系统服务模式，通过服务形式进行自动或手动的数据传输，以实现数据的采集。对于一些由中央组织统一开发，直接部署到各级地方的应用系统，可以采用这种系统服务模式。该模式具有较高的集成度和自动化程度。2直接录入模式是利用中央系统的数据采集功能，各地业务部门可以直接登录此系统向中央系统录入数据。3定格式文件采集导入模式是通过指定的数据格式，相关业务部门依据数据格式准备数据，也可以利用中央给予的特定的数据采集器，由录入数据取得给定格式的数据文件，从而导入到中央数据库中。数据交换教育服务与监管体系的各个信息系统进行数据的共享与交换必须使用同一的标准通过数据交换平台进行[1]，这些标准包括：信息采集的描述标准、数据的描述标准、信息的描述标准、权限的描述标准等。各系统必须遵从制定的这些标准，以保证相互访问对方系统提供的标准数据，实现与其他系统在数据层面的互联互通。数据安全数据安全是数据架构的重要组成部分。数据安全关注数据的可用性、完整性、不可篡改性、不可抵赖性，涉及到数据备份与恢复、数据加密、数据审计、数据的电子签名等。

教育服务与监管体系数字化建设具有如下特点：1系统整体用户类型多，用户布局分散；2系统数量较多，需要分步分块建设；3数据种类多，数据间关联关系较复杂，并需要根据这些数据提供综合的信息服务和决策支持；4需要与外部系统进行整合、集成。因此，本文提出的技术架构采用“数据架构统一、公共中间件统一、系统松散耦合”的应用架构，实现“信息门户统一集成”。如图2所示。统一数据架构各信息系统在设计和建设时需要确保遵循统一的数据架构，使用公共数据，加强全局数据间的一致性，提高数据的有效性，为综合数据服务及决策支持提供坚实的数据基础。公共中间件公共中间件为各应用系统提供必要的公共软件服务，包括统一用户管理、用户身份认证与单点登录（SSO服务[2]、数据交换服务、数据采集服务、内容管理、公文流转、地理信息、报表服务、数据仓库和数据挖掘等公共中间件。各应用系统应采用统一的公共中间件。应用系统根据公共中间件的选型进行设计，严格遵循相关的软件、平台应用规范，避免重复投资，避免接口的不规范和不统一。服务架构本文设计的应用架构中采用面向服务体系架构(Service-OrientedArchitecture，SOA)[3]，通过SOA可以消除不同应用之间的技术差异，让不同的应用服务器协调运作，实现了不同服务之间的通信与整合[4]。面向服务体系架构，可实现应用系统松散耦合，各应用系统相对独立，在必要时完全可以独立运行。应用系统与应用系统之间、应用系统与公共服务平台之间通过SOA的方式进行集成和整合，可以确保应用集成和部署的顺利进行。信息门户信息门户通过服务调用的方式与各应用系统进行集成整合，以应用集成和局部信息集成的模式运行，一方面作为各系统的导航，另一方面作为信息查询的集中展示。各应用系统应确保接入信息门户，以信息门户为信息集成展示平台，为用户提供集成的、整合的、个性化的、主动的信息服务。

统一软件架构，将使信息系统具有良好的延续性、可集成性、可扩展性，有利于提高软件系统的安全性、稳定性、执行效率。同时，对开发而言，相同的软件架构可以提高开发效率，确保开发质量；对运行服务而言，可以使得维护和管理所需的技术更加单一化，有利于降低运维成本，提高运行服务质量。本文设计的教育服务与监管体系信息系统的软件架构可以满足如下要求：1具有较好的开发支持能力；2具有良好的部署和升级能力；3具有良好的系统延展性，可以较容易地进行系统的集成；4尽可能遵循国家、国际及工业标准和规范。软件层次结构本文设计的教育服务与监管体系的设计和建造，采用分层设计方法。在构造信息系统时，需要对如下影响因素进行协调：1应尽可能的降低不同部分之间的相互影响，提高应用程序的总体灵活性和适应性；2将不同的问题分隔在不同的组件上，增强其灵活性和可维护性；3各组件可被重用；4对各个不同组件要确保其内聚性；5各组件之间尽可能保持其松散耦合；6解决方案的各个组件的部署要独立、易于维护和更新；7确保性能优和高可靠性高。为解决上述问题，应将组件分隔到不同的层中，每一层中的组件具有内聚性，每一层与它下面的各层都应保持松散耦合。分层软件设计应遵循如下基本准则：1不得跨层调用，每一层都只与直接相邻的层进行通信；2上面各层都建立在下层的基础上，隐藏下层的信息并为上层提供服务；3各层要封装自己的实现，向上一层提供访问接口；4各层支持分布式的部署，即可部署于不同的容器实例中；5通用分层描述。开发技术本文在设计技术架构时，考虑到系统用户“量大而分布广”的特点，为了用户使用的便易性，为了系统运行维护的可靠性和高效性，各应用系统采用B/S模式。B/S模式的具有使用简便，兼容性好，系统升级方便，可扩展性好等特点[5]。开发平台和工具选取JAVA作为主要的开发技术，其中的B/S开发框架主要是J2EE框架，它主要有如下特点[6]：1平台无关性：跨平台是J2EE的最大特点。符合JAVA中J2EE规范的软件时，可以在不同应用服务器上部署，对平台没有特殊要求。2中间层：在J2EE构架中，事务逻辑是由JavaBean和EJB完成。EJB和JavaBean的模型相似，都是用来创建分布式的公司应用[6－7]。利用这些模型进行简单的编码就能完成复杂的功能。3表示层：提供替代JavaAWT的JavaSwing由J2EE来完成，可视化组件JavaBean也用于构造系统。B/S结构的表示层J2EE，主要利用JSP、Servlet、HMTL、XML、WML、等工具来实现。软件接口软件自身除了业务逻辑实现和应用数据库之外，还需要通过接口与外部环境进行交互，本文设计的教育服务与监管体系的软件接口关系图如图3所示。主要使用的接口包括：信息门户接口、主数据库访问接口、公共中间件调用接口。通过信息门户接口，实现系统与信息门户的集成；通过主数据库访问接口，可以在许可范围内对主数据库中的数据进行操作；通过公共中间件调用接口，可以访问大量的中间件平台提供的服务。数据访问方式在对数据进行访问时，使用JDBC接口。JDBC属于中间层次的API[8]，与所连接的数据库无关，数据操作是通过连接、命令语句和结果集来完成。更高一级的数据数据处理是通过实体EJB来进行的。