文/梁正和

1990年，美国克莱蒙特大学（Claremont Graduate University）学者Kenneth C. Green发起了一个名为“The Campus Computing Project”的项目。这个项目的最初目的之一是研究在高等院校中应用管理信息系统。这个项目的第二个目的是研究个人电脑在高校教学和科研等方面的应用。随着时间的推移、信息技术的进步和人们对教育信息化认识的加深，Kenneth C. Green的项目所专注的问题也在慢慢地发生变化。这种思想真正得到体现是在20世纪末全球数字化潮流中，“数字化校园”进入了教育技术的研究领域才开始的，同时，“数字化校园”也成为教育技术中最活跃的研究方向之一。

国家“十二五”教育发展纲要，单独章节论述了教育信息化，将教育信息化提到了教育发展非常重要的位置。近年来，数字校园也成为国内重要研究方向，许多国内著名的高校投巨资打造数字校园系统，掀起了一轮数字化校园建设的新高潮。

目前高校建设数字化校园的系统框架可以分为两大类：

1. 共享数据库模式；

2. 中心数据库模式。

现有数据库模式的问题

目前高校都或多或少存在许多已经运行多年的业务管理系统，为了新的数字化校园建设，建立一个共享数据库，将各个系统中认为需要共享的数据抽取到共享数据库中，各个系统通过共享数据库实现数据交换，在共享数据库的基础上建立单点登录、建设门户。

这种模式在实施的过程中存在着很多问题：

1. 数据的共享是分层次的，不同角色的人员共享数据的内容和范围存在差异，缺乏统一的标准；

2. 共享数据库的结构很难稳定，今天我们认为不需要共享的数据，随着业务的发展，也许明天就需要共享，共享数据库结构的不断变化，导致软件不断地修改和调整；

3. 由于各个业务数据库到共享数据库的数据同步并不是实时的，因此，通过共享数据库进行统计、查询等操作在不考虑实时性的情况下是可以的，但是对应用系统之间进行数据交换来说，同步的实时性是很大的问题。

中心数据库模式就是将所有业务系统的数据库表都建立在一个物理数据库中，建立一个庞大的数据库，这样数据就不存在同步问题，不存在共享问题，所有的数据库表对各个应用系统都是可以访问的，但是由于数字化校园的数据库表众多，系统复杂，不利于系统分解，有一种蛇吞象的感觉，由于系统过于庞大和复杂，也变得无法实施。

逻辑中心数据库架构

目前的所有应用系统从概念上都可以分为三层：1. 数据库层；2. 企业逻辑层；3. 界面展现层。

逻辑中心数据库就将多个业务数据库和一个核心数据库，通过一个中间访问层，组成一个逻辑上是统一的数据库，从界面展现层看就是一个数据库，看到的只是核心数据访问组件，由核心数据访问组件根据业务数据地点配置调用业务组件，访问业务数据库的数据。逻辑中心数据库与共享数据库的不同

图1 核心数据库平台

逻辑中心数据库不同于共享数据库，共享数据库只是将校园中认为是共享的数据抽取出来，组成一个数据库。校园中的数据共享，在不同组织层次和不同的人员角色层次，其内容和范围是不同的。传统意义上的数据共享更准确地讲应该是数据权限，不同层次的组织、人员及角色具有不同访问数据内容或者范围的权限。因此，共享数据库的项目每天都会发生变化，这样导致系统的代码经常需要修改，从而给系统带来不稳定性。逻辑中心数据库是由一个核心数据库加上多个业务数据库组成的数据中心，这个中心在逻辑上是集中的，地理上可以分散，也可以集中，从而满足不同学校部门对数据存放的要求。在核心数据库中实现统一的组织机构、岗位、人员身份，统一的编码体系，统一的权限体系。内容

逻辑中心数据库平台是数字化校园的核心平台之一，是数字化校园建设的核心和基础框架。逻辑中心数据库平台建设的好坏，直接影响数字化校园建设的成败。逻辑中心数据库集中了全校各业务部门的数据，使各个业务部门数据库成为有机的整体。因此，数字化校园的逻辑中心数据库平台的规划对建设高标准的数字化校园系统具有举足轻重作用。

逻辑中心数据库由一个核心数据库和多个覆盖校园主要业务的数据库组成的数据中心及许多中间件服务器组成。其建设内容包括：

1. 完成对全校包括人事、科技、教务、研究生、学工、资产、后勤等主要业务的工作流和数据流的分析；

2. 分析中心数据库和辅助教学及教学资源的关系，中心数据库要对教学资源的访问权限统一管理；

3. 在学校业务分析的基础上，规划中心数据库的架构；

4. 对中心数据库中的核心数据库、所有业务数据库进行详细规划设计；

5. 完成统一的权限体系设计，统一的权限体系包括功能权限、操作权限、数据权限，建立统一的权限模型；

6. 建立统一的编码体系，包括国家规定编码标准、校内编码、统一词汇定义、统一的组织机构及岗位等。

在完成逻辑中心数据库物理及逻辑结构设计基础上，选择数据库平台，完成逻辑中心数据库部署。

图2 基于规则库的统一权限模型

图3 统一权限模型的协作过程

框架

逻辑中心数据库是由核心数据库、核心应用中间件服务、多个业务数据库及业务应用中间件服务器所组成的分布式中心数据库平台。核心数据库和业务数据库可以是集中的，也可以是分散的，是一个逻辑上数据中心，是数据访问、处理中心。其架构如图1所示。

核心数据库是逻辑中心数据库的核心，在整个逻辑中心数据库中起到了中央控制的作用。核心数据库中的内容包括：

1. 数字化校园的框架体系模型；

2. 数字化校园的所有对象词汇定义；

3. 校园组织机构、岗位、人员身份；

4. 数字化校园统一权限体系；

5. 数字化校园系统的所有编码，国家标准的编码和校内标准的编码；

6. 通用的工作流机制。

图4 基于逻辑中心数据库平台数字化校园总体框架

基于规则库细分数据访问权限

校园组织机构复杂，因而权限体系也比较复杂。数字化校园系统的权限包括功能权限、操作权限和数据访问权限，建立统一的权限模型。权限离不开身份，因此，系统首先确定登录人员的身份，根据身份按照统一的模型确定系统功能、操作及数据的权限。

建立针对数据库数据访问控制的规则库，为了灵活方便，采用XML通用语言来表达，描述对数据库表的数据分层访问控制及数据项的访问控制。

并不是针对所有的数据库表都要建立规则，而是根据需要，针对重要的需要访问控制的数据表建立访问控制规则。根据各种角色的工作性质将规则库中的规则赋予相应的角色，一个角色对应于多条访问控制规则。再对系统中的具体用户根据用户的工作岗位、工作内容、工作性质等情况分配角色，一个用户可以分配多个角色。统一的权限模型如图2所示。

所有对逻辑中心数据库平台的访问，首先经过统一的身份认证，根据用户的身份查询出赋予用户的角色，根据角色对应规则库中的所有规则，通过对规则的解释确定用户的功能权限、操作权限及数据访问权限。

数据访问过程

逻辑中心数据库访问过程分为两层：一层是业务访问层；另一层是核心访问层。

业务访问层是针对具体业务的，访问相关业务数据库的组件，不同的业务数据库有一组相应的业务数据访问组件，它们部署在相应的业务应用服务器中，当业务数据库地理上分散时，不同的业务设置不同业务应用服务器，如果业务数据库相对集中，那么不同业务的业务组件也可以部署在同一台应用服务器中。

核心访问层就是由许多核心组件组成，调用不同的业务层组件，将获取的数据进行各种处理如编码转换等之后，交给Web组件层，即用户界面层。核心访问层的组件从不直接和数据库打交道，只是根据用户界面层要求调用业务层组件，完成用户界面层需要的数据服务。从用户界面层只能看到核心访问层组件，感知不到数字化校园是由多个业务数据库组成，感知到的就好像是一个数据库，众多的分散业务数据库构成了一个逻辑上的中心。其访问过程如图3所示。

基于逻辑中心数据库的数字化校园框架

一个完整的数字化校园应该是一个包括行政办公、教学管理、科研管理、本科生管理、研究生管理、一卡通、数字化教学、数字图书馆、档案管理、远程教学等学校各方面业务在内的完全集成的系统。所谓完全集成，就是统一架构、统一平台、统一编码体系、统一权限体系、统一门户、统一身份认证。

校园数字化是一个庞大的系统工程，信息的集成是其特点，是一个有机的整体。全校各方面信息不再是孤岛，信息在哪里产生就在哪里进入系统，一个数据只有一个信息输入源，其他地方仅是对该数据的引用。

全面采用J2EE分布式系统架构，在EJB组件中封装所有的校园系统处理逻辑，采用JSF、Struts、Applet、JSP等实现基于浏览器的客户端。整个系统建立在逻辑中心数据库平台之上。所谓逻辑中心数据库平台就是由一个核心数据库和多个校园业务数据库组成的，物理上可以分散也可以集中的校园数据中心平台。基于逻辑中心数据库平台，实现统一架构、统一编码体系、统一权限体系、统一门户及统一身份认证。最后通过基于数据挖掘的通用报表平台实现对整个校园数据的分析与统计。基于中心数据库平台的整个数字校园框架如图4所示。

由一个核心数据库和多个校园业务数据库组成的，物理上可以分散也可以集中的，实现统一架构、统一编码体系、统一权限体系、统一门户及统一身份认证的校园逻辑中心数据库平台，已经成功地通过了专家认证，正在应用到河海大学数字化校园建设之中，对河海大学整个数字化校园建设起到了很好的指导和参考作用。