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教育管理信息系统互操作通信模型设计与实现

教育管理信息系统互操作通信模型设计与实现 
  
  
摘要：针对教育行业信息系统的互操作迫切需要，在分析现有解决方案不足的前提下，提出采用Web Services技术构建异构信息系统互操作框架，设计了异构信息系统互操作通信模型，并基于.Net平台对该模型的可行性进行了实验验证与测试，同时通过对模型的经济成本分析，论证了本设计是高效率低成本的解决方案。 
关键词：教育信息系统、互操作、通信模型、Web服务 
Design and Implementation on Communication Model of Education Management Information System Interoperability 
  
Abstract:  Aiming at the urgent requirement of educational profession information system interoperability, in analyzing the deficiency of the on hand solution project, Proposes using Web Services technology to build interoperability frame of heterogeneous information system. The communication model of heterogeneous information system is designed; the feasibility of this model is conducted experimental verification and test according to the .Net platform, and demonstration this design is a high efficiency and low cost solution project, through the cost analysis of economy about the model. 
  
Keyword: Education Information System、 Interoperability、Communication Model、Web Services 
1　引言 
在教育信息化发展过程中，建立了大量的管理信息系统，但由于缺乏有关教育管理信息模型方面的标准和规范，造成这些信息系统之间存在兼容性差、数据信息资源难以交流共享等问题。教育部发布的《教育管理信息化标准》[1]正是为解决这一问题而制定的，从《标准》已发布第1部分《学校管理信息标准》来看，其实质上是将我国教育行业内的各类信息进行分类，采用数据字典方法建立信息模型，以实现信息语义的确定性和一致性。 
与此相对，同样是针对教育行业内的信息系统的互操作问题，国内外某些机构还提出了一些具体的技术方案。如美国软件与信息工业协会在北美地区广泛推行了学校互操作框架（SIF，Schools Interoperability Framework）。国内的北京师范大学现代教育技术研究所在非等效借鉴SIF的基础上，提出了一个重要概念——教育管理信息系统互操作框架（EMIF，Specification for Education Management Information System Interoperability Framework）。 
总结起来，现有解决方案的问题在于： 
a．无论是SIF还是EMIF，二者都是基于复杂系统对接模式来实现互操作框架的通信模型，对于每个应用，通过为其数据库编写连接代码来实现互操作性。对于解决现有的教育MIS系统的互操作问题，它不失为一个有效的解决方案。但从发展来看，教育管理信息系统需要摆脱独立解决方案的实现模式，需要舍弃复杂系统连接的实现方法。 
b．要求信息语义与通信数据语义紧密耦合。正因为如此，这两种方案在设计时将信息模型和通信模型都作为标准的主要内容，但在实际应用中，一旦信息模型有变化，将直接导致通信模型的大范围修改。 
在这种情况下，我们以《教育管理信息化标准》[1]作为系统的信息模型，基于Web服务技术，构建异构信息系统互操作通信模型，实现教育管理信息系统建设中信息资源库与各单位、部门自治管理信息系统之间的信息交换。 
  
2　基于Web Services 的异构信息系统通信模型设计 
在网络分布式环境下，异构信息系统“互操作性”（Interoperability）依赖两个基础：信息模型和通信模型。信息模型包括模型结构和模型的语义约定，主要解决数据的相互理解问题；通信模型包括通信系统的体系结构和协议数据的语义规范，主要解决数据互通问题。 
对于异构信息系统的互操作，现在常规的解决方案是基于复杂系统对接模式实现的。针对每个应用，通过为其数据库编写连接代码来实现互操作性，该方案的缺点在于信息模型与通信模型间是一种紧密耦合关系，在实际应用中，一旦信息模型有变化，将直接导致通信模型的大范围修改。从发展来看，异构信息系统的互操作需要摆脱独立解决方案的实现模式，需要舍弃复杂系统连接的实现方法。 
有关信息模型的确定，需要从行业本身的特点出发，根据不同行业的实际情况来制订标准或规范，如电力行业的IEC 61850标准、教育行业的教育管理信息化标准等。通过这些标准的建立，实现信息语义的确定性和一致性。在此基础上，需要有合适的通信模型来实现数据互通，基于XML技术的Web Services正是建立异构系统通信模型的有效手段，代表着发展方向。 
Web Services的主要目标就是在现有各种异构平台的基础上构建一个通用的与平台无关，语言无关的技术层，各种不同平台之上的应用依靠这个技术层来实现彼此的连接和集成。样Web Services就可以将分布于不同平台上的异构系统以一种柔性的，松耦合的方式集成为一个灵活的系统，这个系统可以根据要求不同而灵活的变化。 
2.1　通信模型体系架构 
随着教育信息数据中心的建立，目前主要的数据互操作问题存在于数据中心与下属单位信息系统之间、各单位信息系统之间、单位内部各部门信息系统之间等多个层次，为此，我们设计如图1所示的通信模型总体架构。 
 

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