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摘要文章闡述了數(shù)字化校園中對(duì)異構(gòu)型數(shù)據(jù)源的需求以及新型信息系統(tǒng)平臺(tái)的架構(gòu)，并進(jìn)一步描述了架構(gòu)此新型信息系統(tǒng)平臺(tái)的聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)、Web應(yīng)用服務(wù)器兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞信息系統(tǒng)平臺(tái)、聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)、Web應(yīng)用服務(wù)器

1概述

隨著信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，基于Internet和Intranet的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來(lái)越豐富，如基于網(wǎng)路的教學(xué)管理系統(tǒng)、數(shù)字化圖書管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)以及校園財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等。然而這些系統(tǒng)在一定程度上存在著如下的一些不足：信息交互方式比較單一，由于采用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，彼此之間很難集成在一起，大多處于相對(duì)分離的狀態(tài)；缺少通用的數(shù)據(jù)編輯和保存形式，不同操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上的子系統(tǒng)很難交互和共享數(shù)據(jù)；缺少有效的模塊集成手段，系統(tǒng)的擴(kuò)展性和伸縮性比較差。同時(shí)Internet應(yīng)用引發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的變革，google、yahoo、百度等搜索引擎的應(yīng)用，客戶希望能夠在線快速地、集中地查看含有多種增值內(nèi)容的個(gè)人資料。一種以服務(wù)為中心的新型信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念逐漸得到廣泛認(rèn)同。

校園中不僅要訪問(wèn)校園內(nèi)外關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等傳統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)源，還必須能夠訪問(wèn)可擴(kuò)展標(biāo)置語(yǔ)言（XML）文檔、文本文檔、掃描圖像、視頻剪輯、新聞供給、網(wǎng)路內(nèi)容、電子郵件、分析多維表和專用存儲(chǔ)等數(shù)據(jù)源。由于組織結(jié)構(gòu)或成本方面的限制，異構(gòu)且分散的數(shù)據(jù)源中的信息通常不適合進(jìn)行全盤復(fù)制或在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行合并。

做為數(shù)字化校園的關(guān)鍵技術(shù)的新型信息系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)必須能夠無(wú)縫地整合原有的系統(tǒng)，集成各種異構(gòu)的數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)，為師生提供更為全面、便捷的服務(wù)。

2新型信息系統(tǒng)平臺(tái)的架構(gòu)

新型信息系統(tǒng)平臺(tái)的架構(gòu)自下而上共分為四層：核心數(shù)據(jù)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層和門戶層。

圖1新型信息系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)

核心數(shù)據(jù)層是以聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為核心，同時(shí)包括各專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和管理多數(shù)據(jù)源及異構(gòu)型數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存貯、分析與數(shù)據(jù)挖掘功能，專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括現(xiàn)有已經(jīng)建設(shè)完成的專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，如教學(xué)管理系統(tǒng)、多媒體應(yīng)用系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等，是多源數(shù)據(jù)的來(lái)源。

實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)采用IBM的DB2做為聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，DB2支持“封裝器”體系結(jié)構(gòu)，它使程序員能夠定制聯(lián)邦DBMS以訪問(wèn)他們選定的數(shù)據(jù)源。IBM為DB2提供了各種現(xiàn)成的封裝器，使其聯(lián)邦DBMS能夠與許多關(guān)系和非關(guān)系數(shù)據(jù)源接口。關(guān)系數(shù)據(jù)源包括DB2系列的所有成員、Microsoft®SQLServer、Oracle、Sybase和Informix®。

應(yīng)用支撐層基于核心數(shù)據(jù)層集成、整合和管理信息，提煉出更有價(jià)值的數(shù)據(jù)，以業(yè)務(wù)視圖的方式提供給應(yīng)用層里的應(yīng)用使用，同時(shí)應(yīng)用支撐層提供身份認(rèn)證、用戶管理和信息加密等安全支撐；應(yīng)用支撐層以web應(yīng)用服務(wù)器為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)支持中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之間建立應(yīng)用接口，使得應(yīng)用系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)地調(diào)用、整合異構(gòu)的數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)采用IBM的WebSphereApplicationServer，支持包括JavaServerPages™（JSP）、Javaservlet、EJB和Web服務(wù)等業(yè)務(wù)邏輯編程。

在此聯(lián)邦DBMS服務(wù)器和web應(yīng)用服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)中，web應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)JDBC應(yīng)用程序連接到聯(lián)邦DB2服務(wù)器，該聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器被配置成訪問(wèn)位于不同平臺(tái)上的多個(gè)數(shù)據(jù)源。這使得JDBC應(yīng)用程序能夠透明地使用任何或所有這些數(shù)據(jù)源。

應(yīng)用層基于應(yīng)用支撐層提供的業(yè)務(wù)視圖實(shí)現(xiàn)綜合應(yīng)用，應(yīng)用層無(wú)須考慮底層異構(gòu)信息源的復(fù)雜性，僅需專注于應(yīng)用的流程和展現(xiàn)。門戶層以校園門戶網(wǎng)站做為與用戶交互的平臺(tái)。

3兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

（1）聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

聯(lián)邦DBMS就是一種虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，它提供了用來(lái)訪問(wèn)多個(gè)數(shù)據(jù)源的單一應(yīng)用程序編程接口（API）。這些數(shù)據(jù)源可能運(yùn)行在不同的硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)上，可能是由不同的供應(yīng)商開(kāi)發(fā)的，也可能使用不同的API（包括不同的SQL“方言”）。聯(lián)邦DBMS技術(shù)，在20世紀(jì)90年代以商業(yè)化形式出現(xiàn)，給程序員提供了完全不同的數(shù)據(jù)在單一地點(diǎn)的印象。程序員連接到一個(gè)由聯(lián)邦DBMS維護(hù)的虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)，并使用它的API去訪問(wèn)可能由其它地方的多種數(shù)據(jù)源所管理或生成的數(shù)據(jù)。聯(lián)邦DBMS在幕后工作，使得對(duì)于這種完全不同的數(shù)據(jù)的訪問(wèn)透明且有效。這些工作包括自動(dòng)數(shù)據(jù)變換、API轉(zhuǎn)換、功能補(bǔ)償和數(shù)據(jù)訪問(wèn)操作的優(yōu)化。

聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)：

透明性

聯(lián)邦系統(tǒng)是透明的，表現(xiàn)在它對(duì)用戶掩蓋了底層數(shù)據(jù)源的差異、特質(zhì)和實(shí)現(xiàn)。一個(gè)優(yōu)異的聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)要實(shí)現(xiàn)位置透明、調(diào)用透明、語(yǔ)言透明等：即用戶無(wú)需知道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在哪里；無(wú)需知道數(shù)據(jù)源支持何種語(yǔ)言或編程接口；如果使用SQL，無(wú)需知道數(shù)據(jù)源支持哪種SQL語(yǔ)言。

異構(gòu)性

異構(gòu)性是指各數(shù)據(jù)源之間的差異程度。數(shù)據(jù)源在許多方面可以不同。它們可以運(yùn)行在不同的硬件上，可以使用不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以及使用不同的軟件來(lái)管理它們的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。它們可能具有不同的查詢語(yǔ)言、不同的查詢能力甚至不同的數(shù)據(jù)模型。它們處理錯(cuò)誤的方式可能不同，或者提供不同的事務(wù)語(yǔ)義。例如一個(gè)數(shù)據(jù)源來(lái)自一個(gè)功能強(qiáng)大的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，另一個(gè)源于一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)化平面文件；一個(gè)可以采用URL形式查詢并且可以根據(jù)一些DTD來(lái)發(fā)回半結(jié)構(gòu)化的XML的網(wǎng)站，一個(gè)Web服務(wù)和一個(gè)響應(yīng)特定函數(shù)調(diào)用集的應(yīng)用程序。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)可以容納所有這些差異，將上述這些系統(tǒng)封裝在一個(gè)無(wú)縫的透明聯(lián)邦體中。

聯(lián)邦體的可擴(kuò)展性和開(kāi)放性

所有系統(tǒng)都需要隨時(shí)間而發(fā)展。在聯(lián)邦系統(tǒng)內(nèi)，可能需要新的數(shù)據(jù)源來(lái)滿足用戶業(yè)務(wù)不斷變化的需求。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)引擎通過(guò)稱為包裝器的軟件組件來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)源。通過(guò)為那個(gè)數(shù)據(jù)源獲得或創(chuàng)建包裝器來(lái)訪問(wèn)新型的數(shù)據(jù)源。包裝器體系結(jié)構(gòu)支持新包裝器的創(chuàng)建。一旦存在包裝器之后，簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)定義（DDL）語(yǔ)句允許在不停止正在進(jìn)行的查詢或事務(wù)的情況下動(dòng)態(tài)地將數(shù)據(jù)源添加到聯(lián)邦體。

數(shù)據(jù)源的自治

通常，數(shù)據(jù)源有現(xiàn)有的應(yīng)用程序和用戶。所以，當(dāng)將數(shù)據(jù)源引入聯(lián)邦體時(shí)，不影響它的操作是很重要的。聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)不影響現(xiàn)有數(shù)據(jù)源的本地操作，現(xiàn)有應(yīng)用程序的運(yùn)行不會(huì)發(fā)生變化，既不會(huì)修改數(shù)據(jù)也不會(huì)移動(dòng)數(shù)據(jù)，接口也保持相同。盡管對(duì)聯(lián)邦系統(tǒng)執(zhí)行全局查詢可能會(huì)涉及各種數(shù)據(jù)源，但數(shù)據(jù)源處理數(shù)據(jù)請(qǐng)求的方式并不受此影響。同樣，當(dāng)數(shù)據(jù)源進(jìn)入或離開(kāi)聯(lián)邦體時(shí)，不會(huì)影響本地系統(tǒng)的一致性。

（2）Web應(yīng)用程序服務(wù)器技術(shù)

應(yīng)用支撐層是以Web應(yīng)用程序服務(wù)器為基礎(chǔ)，通過(guò)構(gòu)建在中間層Web應(yīng)用程序服務(wù)器上運(yùn)行的中間件來(lái)實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)訪問(wèn)例程，Web應(yīng)用程序服務(wù)器有助于管理和部署服務(wù)器端的業(yè)務(wù)邏輯。這種邏輯（通常是用Java編寫的）對(duì)于支持多層因特網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)與外部網(wǎng)應(yīng)用程序,可以使用不同的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種邏輯。這些技術(shù)包括EJB、servlet和JavaServerPages™（JSP）、Web服務(wù)。

實(shí)際應(yīng)用中采用的WebSphere應(yīng)用服務(wù)器，WebSphere應(yīng)用服務(wù)器將Web應(yīng)用程序劃分為三種類型的部件:視圖類，即HTML網(wǎng)頁(yè)，下載到瀏覽器，處理用戶輸入和輸出顯示；控制器類，即JavaServlet，負(fù)責(zé)接收客戶端請(qǐng)求，提交服務(wù)，和將結(jié)果生成HTML網(wǎng)頁(yè);模式類，包括會(huì)話跟蹤，用戶環(huán)境信息和其它連接數(shù)據(jù)庫(kù)和IBMconnectors的服務(wù)，提供后臺(tái)信息和執(zhí)行后臺(tái)應(yīng)用程序功能。

WebSphere應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的Java服務(wù)器頁(yè)面(JSP)提供了服務(wù)器腳本。根據(jù)不同的環(huán)境變量、JavaBean屬性文件條目，以及包含這些條目的簡(jiǎn)單表達(dá)式，JSP頁(yè)面可以自行生成和使用包含簡(jiǎn)單“填空”功能的動(dòng)態(tài)頁(yè)面。這一應(yīng)用模型的好處是避免了CGI和ASP的缺點(diǎn)，并具有以下特點(diǎn)：對(duì)于客戶端，大大簡(jiǎn)單了應(yīng)用實(shí)施,瀏覽器不需要支持Java，所有的Java，或者說(shuō)業(yè)務(wù)邏輯在服務(wù)器端執(zhí)行，客戶機(jī)下載的全部是HTML,無(wú)需下載Java類文件，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)消耗并提高了執(zhí)行速度。對(duì)于服務(wù)器端，提供中間的應(yīng)用服務(wù)，并可根據(jù)性能和業(yè)務(wù)量的要求，控制運(yùn)行機(jī)器的數(shù)量和大小。由于全部基于Java服務(wù)器的技術(shù)，使得系統(tǒng)的移植性，可擴(kuò)展性不受任何限制。

WebSphere包含了一個(gè)處理器，可以將腳本頁(yè)面動(dòng)態(tài)編譯成JavaServlet，然后由Web應(yīng)用程序服務(wù)器執(zhí)行。JavaServlet和JSP的結(jié)合，可將網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容生成(業(yè)務(wù)邏輯)和內(nèi)容顯示(HTML編排)分離開(kāi)，使得被調(diào)用的servlet將處理信息放到一個(gè)Bean中，然后交給JSP，JSP接收到信息Bean，生成客戶端的HTML。

4結(jié)束語(yǔ)

以聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的新型信息系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)是為了適應(yīng)現(xiàn)代信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)源的多樣性和信息數(shù)據(jù)的異構(gòu)性的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的一種開(kāi)放架構(gòu)的信息系統(tǒng)平臺(tái)，通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器等中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)與底層數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之間透明的應(yīng)用層接口，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)能夠跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)地調(diào)用、并整合異構(gòu)的數(shù)據(jù)源。所以其應(yīng)用的前景十分廣泛，也是綜合信息系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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⑶C.M.Saracco,構(gòu)建訪問(wèn)聯(lián)邦數(shù)據(jù)的Web組件/developerworks