數字化校園及其基于Ｊ２ＥＥ的構建

摘要：數字化校園是在高等教育信息化進程中衍生出來的一個新概念。該文擬介紹數字化校園的內涵、數字化校園的構建模型，重點介紹J2EE技術在構建數字化校園應用系統中的應用，對目前正在興起的數字化校園建設具有一定的參考意義。

關鍵詞：數字化校園；數字化校園構建模型；J2EE技術

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)34-1954-03

The Digital Campus and its Constructing Based on J2EE

ZHENG Wei-fa

(The Institute of Education Technology of Guangdong University of Business Studies， Guangzhou 510320， China)

Abstract: The digital campus is a brand-new concept emerged from the rapid development of higher education information construction. The paper plans to introduce the definite meanings and model of digital campus， and emphasizes to introduce the application of J2EE in constructing the application system of the digital campus. At present， this paper has certain reference significance in the constructing of the digital campus.

Key words: digital campus; the model of digital campus; J2EE

1 引言

1990年美國克萊蒙特大學的凱尼斯.格林(Kenneth Green)教授首次提出“Campus Computing”（校園信息化）的概念，并于同年開始了針對美國高校信息化的研究項目“信息化校園計劃”（The Campus Computing Project）。而在我國，從1993年開始實施的“211工程”拉開了中國高等教育信息化的序幕。數字化校園是高校以校園網為基礎設施而建構的集教學、科研、管理、娛樂為一體的新型數字化環境，是信息化背景下新型的大學構建模式，也是高校信息化建設的高級階段。

2 數字化校園的內涵

在進入數字化時代的今天，高校教育信息化使得網絡化教學、網絡化學習和信息化管理滲透教育管理和教學研究的每一個領域，而數字化校園是在高校教育信息化進程中衍生出來的一個嶄新概念。清華大學計算機與信息管理中心主任沈培華先生認為：數字化校園是以網絡為基礎，利用先進的信息化手段和工具，實現從環境（包括教室、實驗室等）、資源（如圖書、雜志、教案、課程等）到活動（包括教、學、管理、服務、辦公等）形式的全部數字化，在傳統校園的基礎上構建一個數字空間，以拓展現實校園的時間和空間緯度，從而提升傳統校園的效率，擴展傳統校園的功能，最終實現教育教學過程的全面信息化。[1]它具有以下幾方面內涵：數字化校園建立在計算機技術、網絡技術、多媒體技術等現代信息技術基礎之上；校園的數字化過程包括信息資源的數字化、管理方式的信息化以及交流方式的網絡化；數字化校園立足于傳統校園，是對傳統校園的教學活動、學術科研活動、校務管理工作、公共服務以及學校社區服務的效率提升。[2]

3 數字化校園構建模型

數字化校園需要為個高校的應用系統形成統一的用戶管理、統一的資源管理和統一的權限控制，同時需要建立一個公共平臺來集成各分立的系統，確保各種應用系統只需要經過簡單修改就可以集成進來，構成一個有機的總體，使本來相對獨立的系統之間能夠實現信息交換和共享，并使用戶能夠統一訪問。數字化校園的構建模型如圖1所示。

1) 公共平臺。公共平臺是數字化校園的基礎，它為數字化校園各個應用系統的集成提供一系列的基礎服務，使得各應用系統之間能夠實現數據交換和共享，以及應用間的系統級調用和統一的用戶訪問接口。公共平臺包括用戶管理認證、權限管理、數據共享與數據交換等。

2) 應用系統。應用系統主要是教學、科研、管理、服務的各種應用系統。主要用于解決高校老師和學生對信息管理和信息服務的需求，是高校信息化建設的主要內容。現階段高校信息化的主要應用系統包括：教務管理系統、人事管理系統、網絡教學平臺、視頻點播系統、資源檢索系統、專業數據庫系統等。

3) 校園信息門戶。校園信息門戶是整個數字校園的訪問入口點，給用戶提供個性化的使用界面，用戶進入門戶后，除了可以看到公共信息外，只能看到與其身份相稱的各項服務，成為用戶的個性化網絡門戶。其主要功能包括：統一訪問入口、應用系統的集成與導航、個性化定制、資源檢索和查詢。

4 數字化校園系統構建技術

目前比較常用的數字化校園應用系統構建技術主要有.NET或Java兩種，盡管這兩種實現技術現在都有一些需要完善的地方，但是就目前來說，它們還是最好的開發手段和技術。本文擬簡單介紹J2EE技術在數字化校園系統開發中的應用。J2EE體系結構是一個由SUN公司定義的用于簡化分布式企業級應用開發與部署的基于組件的多層應用模型。這個應用模型根據功能把應用邏輯劃分成組件，分屬于各個層次。每個層次支持相應的服務器和組件，組件在容器中運行，容器間通過相關的協議進行通訊，實現組件間的相互調用。

4.1 J2EE多層體系架構

J2EE體系結構分別為客戶層（Client Tier）、Web（Web Tier）、業務邏輯層（Business Tier）及企業信息系統層（Enterprise Information System Tier）。其中Web層和業務邏輯層共同組成了三層J2EE應用的中間層，其它兩層是客戶機層和EIS層。如圖2所示。

1) 客戶層。客戶層運行在客戶端機器上，僅僅是指圖形用戶界面，用來實現人機交互和數據顯示，負責向Web層請求應用處理，如數據查詢、更新等。

2) Web層。Web層運行在Web服務器上，由Web服務器及其控制下的Web服務器擴展構成，是客戶與業務邏輯層的接口和中轉站。可以通過Java Servlet、JSP、HTML等技術實現。

3) 業務邏輯層。業務邏輯層運行在EJB服務器上，實現核心業務邏輯服務和對數據庫的訪問等工作，發出請求信息，根據服務要求和資源管理層如數據庫服務器，交互實現資源的存取和返回應答等功能。

4) 企業信息系統層。企業信息系統層運行在EIS服務器上，由數據庫和已有的系統組成，負責管理應用系統的信息資源。根據應用服務器的請求進行資源操作，并將操作結果返回應用服務器。企業已有的信息系統，例如企業資源計劃(ERP)、數據庫系統和其它的遺留信息系統等組成了企業信息系統層。

4.2 J2EE技術框架

目前，J2EE平臺由一整套服務（Services）、應用程序接口（API）和協議構成，它對開發基于Web的多層應用提供了功能支持。如圖3所示。

1) Web組件。Servlets和JSP是Web組件，負責處理用戶的Web請求和返回服務結果。Web容器管理JSP頁面和Servlet組件的執行，Servlet提供的功能大多與JSP類似，不過實現的方式不同。

2) EJB(Enterprise JavaBean) 。EJB提供了一個框架來開發和實施分布式商務邏輯，簡化了企業級應用的開發。EJB和它們的容器運行在J2EE 服務器上。EJB 容器管理所有J2EE 應用程序中EJB 的執行，負責提供公用的服務，例如目錄服務、事務管理、安全性、資源緩沖池以及容錯性。EJB包括：會話(Session)Beans， 實體(Entity) Beans， 和消息驅動(Message-driven) Beans。

3) JMS(Java Message Service)。JMS是用于和面向消息的中間件相互通信的應用程序接口(API)。它既支持點對點的域，也支持發布/訂閱(publish/subscribe)類型的域。

4) JNDI(Java Name and Directory Interface)。 JNDI API被用于執行名字和目錄服務。它提供了一致的模型來存取和操作企業級的資源如DNS和LDAP，本地文件系統，或應用服務器中的對象。

5) RMI(Remote Method Invoke)。RMI協議調用遠程對象上方法，它使用了序列化方式在客戶端和服務器端傳遞數據。RMI是一種被EJB使用的更底層的協議，在RMI和CORBA應用程序之間架起了橋梁，是J2EE容器之間使用的一種標準通信協議。

6) Java IDL/CORBA。在Java IDL的支持下，可以將Java和CORBA集成在一起。 我們可以創建Java對象并使之可在CORBA ORB中展開， 或者創建Java類并作為和其它ORB一起展開的CORBA對象的客戶。

7) JDBC(Java Database Connectivity)。JDBC API為訪問不同的數據庫提供了一種統一的途徑，象ODBC一樣，JDBC對開發者屏蔽了一些細節問題，另外，JDCB對數據庫的訪問也具有平臺無關性。

4.3 J2EE在數字化校園系統建設中的優勢

通過以上介紹，可以看出使用J2EE架構設計開發數字校園應用系統，主要優勢體現在：1) Java語言的“一次編寫，到處運行”的平臺無關性特點，使得基于J2EE標準開發的應用可以跨平臺地移植；2) J2EE平臺可以與外界平臺實現方便的互操作，各層的容器可以通過HTTP、SSL、IIOP、JRMP等協議實現與其他系統的互操作；3) EJB使得開發人員在開發應用系統時，可以集中精力編寫代碼來表達業務邏輯，而將諸如事務、生命周期、負載平衡及安全等問題交由EJB容器來管理。這樣大大加快了開發的速度，提高了代碼的質量，降低了開發的成本；4) J2EE的多層結構體系、平臺無關等特性為數字校園應用系統的可伸縮性和可擴展性奠定了良好的基礎。

5 總結

數字化校園的建設水平已經決定了高校的核心競爭力，是高學校總體辦學水平、學術地位和綜合競爭力的重要標志。數字化校園建設將有力地提高高校的管理水平和效率，豐富學校的教學手段，提高教學質量。本文只是就數字化校園構建模型和構建技術進行初步的分析和探討，具體的建設、實施和發展還需要一個長期的摸索和探討過程。

參考文獻：

[1] 沈培華.清華大學數字化校園建設與思考[J].管理信息系統，2002(2).

[2] 王立珍.高校數字化校園的功能及構建淺析[J].中國現代教育裝備，2008(1).

[3] 方東權.淺析數字化校園及其應用系統的構建[J].華中農業大學學報:社會科學版，2007(1).

[4] 崔子筠.建立基于校園網的URP系統[J].微型電腦應用，2002(7).

[5] 周瑛.URP：校園里的ERP[J].互聯網周刊，2004(4).

[6] 楊紹方.深入掌握J2EE編程技術[M].北京:科學出版社，2002.

[7] Johnson R.J2EE設計開發編程指南[M].北京:電子工業出版社，2003:1-24.

[8] 王克宏.Java2程序設計[M].北京:清華大學出版社，2002.