信息系統(tǒng)集成教學(xué)內(nèi)容和方法的研究與實(shí)踐

鄭倩冰 蔡志平 曹介南 徐 明

摘要:隨著信息化建設(shè)的不斷發(fā)展,信息系統(tǒng)集成的需求越來(lái)越強(qiáng)。信息系統(tǒng)集成作為信息系統(tǒng)工程的重要基礎(chǔ)課程,在教學(xué)上存在內(nèi)容龐雜、實(shí)踐性強(qiáng)、課時(shí)有限等難點(diǎn)。本文作者有效地組織課程的內(nèi)容,根據(jù)內(nèi)容采取不同方式的教學(xué)方法,互相配合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:信息系統(tǒng)集成;教學(xué)方法;模擬實(shí)習(xí)

中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1引言

隨著信息化建設(shè)的不斷發(fā)展,信息系統(tǒng)集成的需求越來(lái)越強(qiáng)。信息系統(tǒng)集成是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要核心課程,也是CC2005 Internet Technology里面的一門(mén)核心課程,課程覆蓋的知識(shí)面十分廣泛,涉及到信息系統(tǒng)各個(gè)層次的技術(shù)繁多。為了讓學(xué)生能夠掌握所需的信息系統(tǒng)集成的概念、原則、方法以及相關(guān)技術(shù),課程教學(xué)方法的運(yùn)用就尤為重要。但由于課時(shí)有限,如何選擇課程的內(nèi)容并進(jìn)行有效的組織,從而讓學(xué)生取得良好的學(xué)習(xí)效果成為一個(gè)值得研究的問(wèn)題。

2課程概述

信息系統(tǒng)集成是面向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)和網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程。隨著國(guó)家信息化建設(shè)的迅猛發(fā)展,政府和企業(yè)各部門(mén)對(duì)信息系統(tǒng)的依賴(lài)日益加重,信息系統(tǒng)面臨的問(wèn)題日益突出。目前信息系統(tǒng)面臨數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、模塊低水平重復(fù)開(kāi)發(fā)、信息孤島等問(wèn)題。因此,必須加強(qiáng)信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、統(tǒng)一資源建設(shè)和信息系統(tǒng)集成,為國(guó)家能夠更高效地進(jìn)行信息化建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

課程要求學(xué)生了解信息系統(tǒng)集成的概念、原則、目標(biāo)以及信息系統(tǒng)集成基本技術(shù)。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)了解綜合型信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和集成中面臨的主要問(wèn)題、當(dāng)前的主流技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),為將來(lái)參與信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。在整個(gè)課程學(xué)習(xí)后,學(xué)生將在工作中能夠綜合運(yùn)用本課程講授的知識(shí),提出信息系統(tǒng)集成的明確需求,并提供解決方案。

該課程的課內(nèi)學(xué)時(shí)為32課時(shí),課程內(nèi)容基本覆蓋了信息系統(tǒng)集成涉及到的各個(gè)層次的內(nèi)容。

3教學(xué)設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)課程學(xué)習(xí)目標(biāo),我們首先需要對(duì)課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的安排,再針對(duì)內(nèi)容實(shí)施不同的教學(xué)方法。

3.1教學(xué)內(nèi)容選擇

由于時(shí)間有限,教學(xué)中應(yīng)該抓住主干部分,優(yōu)先選擇與主干相關(guān)的最基本、最常用的信息系統(tǒng)集成技術(shù)。圖1展示了整個(gè)課程的內(nèi)容,按層次分成了信息系統(tǒng)集成概述、網(wǎng)絡(luò)集成、數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用集成四大主干內(nèi)容,每個(gè)主干包括了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。

3.1.1信息系統(tǒng)集成概述的教學(xué)內(nèi)容

信息系統(tǒng)集成概述包括信息系統(tǒng)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算模式以及信息系統(tǒng)集成的基本概念、原則、目標(biāo)和體系結(jié)構(gòu),信息系統(tǒng)集成項(xiàng)目管理以及項(xiàng)目的招投標(biāo)過(guò)程也是這一部分學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。

信息系統(tǒng)集成的相關(guān)概念、原則和體系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)是十分重要的。信息系統(tǒng)集成是根據(jù)應(yīng)用的需求,將各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器系統(tǒng)、終端設(shè)備、系統(tǒng)軟件、工具軟件和應(yīng)用軟件等相關(guān)軟硬件和相關(guān)的數(shù)據(jù)有機(jī)地連接在一起,使之具有優(yōu)良性能價(jià)格比的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全過(guò)程。而信息系統(tǒng)集成的原則和體系結(jié)構(gòu)的劃分將作為一種指導(dǎo)思想始終貫穿整個(gè)工作過(guò)程以及各種層次的技術(shù)應(yīng)用上。因此,學(xué)生理解信息系統(tǒng)集成的原則和體系結(jié)構(gòu)的劃分在整個(gè)課程學(xué)習(xí)中是首要的。

信息系統(tǒng)集成項(xiàng)目越來(lái)越復(fù)雜,規(guī)模也越來(lái)越龐大,項(xiàng)目管理工作日益受到重視,讓學(xué)生了解項(xiàng)目管理的相關(guān)概念和過(guò)程,可以幫助他們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦锌茖W(xué)地管理項(xiàng)目。

一個(gè)大的項(xiàng)目在具體實(shí)施過(guò)程中離不開(kāi)招標(biāo)投標(biāo)評(píng)標(biāo)三個(gè)階段,學(xué)生畢業(yè)后從事信息化建設(shè)的工作,必須要對(duì)這三個(gè)階段的工作流程和工作內(nèi)容較為了解,因此項(xiàng)目的招投標(biāo)也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。

3.1.2網(wǎng)絡(luò)集成的教學(xué)內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)集成包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的體系結(jié)構(gòu)、綜合布線(xiàn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)、服務(wù)器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)安全等主要技術(shù)。

綜合布線(xiàn)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)中十分重要的子系統(tǒng),主要是指建筑物的綜合布線(xiàn)系統(tǒng)。了解綜合布線(xiàn)系統(tǒng)的組成以及相關(guān)的設(shè)計(jì)原則和標(biāo)準(zhǔn),能夠提高學(xué)生在智能布線(xiàn)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、測(cè)試所需的知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,為學(xué)生以后從事網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)工作奠定基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)在如何針對(duì)應(yīng)用需求和實(shí)際情況組成局域網(wǎng),在廣域網(wǎng)方面,則是讓學(xué)生了解不同廣域網(wǎng)連接技術(shù)的特點(diǎn)。

服務(wù)器技術(shù)主要是讓學(xué)生了解選擇服務(wù)器的指標(biāo)有哪些以及在服務(wù)器中采用的典型技術(shù)。為了保證可靠性,服務(wù)器中采用的典型技術(shù)包括磁盤(pán)陣列技術(shù)、雙機(jī)熱備份技術(shù)、容災(zāi)數(shù)據(jù)備份技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)則放到防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、安全掃描系統(tǒng)和虛擬專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)如何進(jìn)行部署的上。

3.1.3數(shù)據(jù)集成的教學(xué)內(nèi)容

數(shù)據(jù)集成包括異構(gòu)數(shù)據(jù)采集、元數(shù)據(jù)、XML技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、多維數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘。

由于用戶(hù)的原始數(shù)據(jù)可能分布在不同的物理位置、不同的信息系統(tǒng),并以不同的格式表示和不同的介質(zhì)存儲(chǔ),而用戶(hù)的應(yīng)用系統(tǒng)又需要對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行互訪(fǎng)和共享,因此數(shù)據(jù)集成的目的就是屏蔽信息系統(tǒng)的異構(gòu)性和數(shù)據(jù)表示方式的差異性,將不同系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通過(guò)各種技術(shù)進(jìn)行無(wú)縫連接,并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的訪(fǎng)問(wèn)。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集成技術(shù)是學(xué)生學(xué)習(xí)如何實(shí)現(xiàn)不同的孤立的信息系統(tǒng)互訪(fǎng)的重要內(nèi)容。

要實(shí)現(xiàn)不同信息系統(tǒng)的互訪(fǎng),首先要解決數(shù)據(jù)格式不一致的問(wèn)題。為了統(tǒng)一異構(gòu)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)格式,可使用一種規(guī)范的數(shù)據(jù)格式描述語(yǔ)言來(lái)表示各種異構(gòu)的數(shù)據(jù), 以實(shí)現(xiàn)共享。而可擴(kuò)展的標(biāo)記語(yǔ)言(XML,eXtensible Markup Language)技術(shù)則是目前應(yīng)用系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn),因此XML技術(shù)是學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集成部分的重要內(nèi)容。

其次,由于歷史原因,許多信息系統(tǒng)還是采用不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù),為了實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序?qū)Ξ悩?gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn),學(xué)習(xí)存取數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序接口(ODBC,Open Database Connection)的相關(guān)內(nèi)容也尤為重要。

最后,隨著信息管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和數(shù)據(jù)量激增,人們希望能夠提供更高層次的數(shù)據(jù)分析功能,從而更好地對(duì)決策或科研工作提供支持。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、聯(lián)機(jī)分析處理和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析為決策者提供不同角度的分析結(jié)果和數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,幫助其決策和預(yù)測(cè)。學(xué)生畢業(yè)后如果從事決策部門(mén)的工作,了解這些技術(shù)將對(duì)他們實(shí)施決策有很大的幫助。

3.1.4應(yīng)用集成的教學(xué)內(nèi)容

應(yīng)用集成要求學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用集成的主要模式和應(yīng)用集成的主流技術(shù),包括適配器模式等應(yīng)用集成模式的基本原理和特點(diǎn),.NET和J2EE等主流應(yīng)用集成技術(shù)的基本架構(gòu)和應(yīng)用方法等

項(xiàng)目中存在眾多的應(yīng)用程序,因此需要將這些應(yīng)用程序有效整合和連接起來(lái),以實(shí)現(xiàn)相互之間的互操作,并在整個(gè)信息系統(tǒng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的通信和共享。應(yīng)用集成的主要模式包括適配器模式、消息代理模式、面板模式、代理模式等。集成層次越高,維護(hù)越方便,集成模式越復(fù)雜,但是應(yīng)用之間的耦合程度和應(yīng)用本身的復(fù)雜性會(huì)降低。因此通過(guò)課程的學(xué)習(xí),需要學(xué)生們具備根據(jù)應(yīng)用的類(lèi)型、數(shù)量、應(yīng)用環(huán)境差異、集成的層次等選擇集成模式的能力。

主流應(yīng)用集成技術(shù)也是應(yīng)用集成部分講授的重點(diǎn)。通過(guò)回顧主機(jī)/終端模式、客戶(hù)/服務(wù)器模型、三層和多層分布式架構(gòu),使學(xué)生理解和掌握各種應(yīng)用程序架構(gòu)。通過(guò)學(xué)習(xí).NET、J2EE、CORBA、DCOM等主流分布式應(yīng)用平臺(tái)技術(shù),使學(xué)生了解各種分布式應(yīng)用平臺(tái)技術(shù)的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景,在以后從事系統(tǒng)集成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),或者進(jìn)行項(xiàng)目的招標(biāo)、投標(biāo)和評(píng)標(biāo)時(shí),能夠科學(xué)合理的決策,選擇最合適的應(yīng)用集成方案和應(yīng)用集成技術(shù)。

3.2多種教學(xué)方法的選擇

為了達(dá)到良好的教學(xué)效果,針對(duì)3.1節(jié)選擇的不同教學(xué)內(nèi)容,我們可以采取不同的教學(xué)方法。

3.2.1教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)分析

3.1節(jié)所選擇教學(xué)內(nèi)容在學(xué)習(xí)上具有各自的難點(diǎn),總結(jié)如表1所示。

3.2.2教學(xué)方法選擇

如表2,為了達(dá)到好的教學(xué)效果,針對(duì)不同特點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容,可以采用不同的教學(xué)方法。

將表2的內(nèi)容對(duì)應(yīng)到實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容,每個(gè)教學(xué)內(nèi)容采用的所示。教學(xué)方法如表3所示。

4教學(xué)效果

按照第3節(jié)的設(shè)計(jì)教學(xué)方法,我們實(shí)施了信息系統(tǒng)集成課程的教學(xué)。整個(gè)課程32學(xué)時(shí),信息系統(tǒng)集成概述、網(wǎng)絡(luò)集成、數(shù)據(jù)集成、應(yīng)用集成和模擬實(shí)習(xí)五大部分內(nèi)容實(shí)際學(xué)時(shí)的占用情況如圖2所示。

其中在數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用集成各安排了一次實(shí)驗(yàn)課。所有學(xué)生都在既定時(shí)間內(nèi)完成了實(shí)驗(yàn)規(guī)定的基本內(nèi)容,而部分學(xué)生在課外時(shí)間完成了提高部分的內(nèi)容。

在招投標(biāo)模擬實(shí)習(xí)的整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中,每個(gè)學(xué)生根據(jù)自己扮演的角色提交了相應(yīng)的文檔并做了報(bào)告。模擬實(shí)習(xí)的成績(jī)分布如圖3所示,優(yōu)秀的占4%,良好的占30%,中等的占64%,及格的僅占2%。根據(jù)模擬實(shí)習(xí)成績(jī)和學(xué)生的反映可以看出,模擬實(shí)習(xí)對(duì)于他們理解整個(gè)招投標(biāo)過(guò)程、集成方案的設(shè)計(jì)以及各種集成技術(shù)的應(yīng)用有較好的效果。

最后,學(xué)生在整個(gè)課程的筆試成績(jī)?nèi)鐖D4所示。筆試成績(jī)?cè)诹己靡陨系膶W(xué)生占16%,中等的學(xué)生占46%,及格的占16%,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

課程學(xué)習(xí)結(jié)束后,學(xué)生普遍反映,針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容采用多種教學(xué)方法,加深了他們對(duì)信息系統(tǒng)集成技術(shù)的理解,提高了自身的實(shí)踐能力。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著各種信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,集成信息系統(tǒng)成為一門(mén)重要的課程,但其在教學(xué)上存在內(nèi)容龐雜、實(shí)踐性強(qiáng)、課時(shí)有限等難點(diǎn)。針對(duì)這些難點(diǎn),我們有效地組織課程內(nèi)容,根據(jù)內(nèi)容采取不同的教學(xué)方法,互相配合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),在規(guī)定的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)取得了較好的教學(xué)效果。

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Research and Practice on Information System Integration

ZHENG Qian-bing, CAI Zhi-ping, CAO Jie-nan, XU Ming

(Computer College, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)

Abstract: With the rapid development of information construction, the demand for information system integration is increasing. As an important and basic course of information system engineering, information system integration has its own characteristics such as wide covered range, many new technologies, and limited class hour. This paper organizes the content of this course efficiently, and uses different teaching methods according to different contents. As a result, students get good study effect.

Key words: information system integration; teaching method; exercise simulation