信息索引方法研究及其在校園辦公信息共享中的應用分析

姜麗蓉

(重慶電力高等?？茖W校，重慶400053)

0 引言

近年來，教育信息化正在如火如荼地進行著，國內(nèi)高校在“十五”期間已經(jīng)利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、通信技術(shù)和管理科學，對學校所有信息資源進行規(guī)范的管理，但要建立富有效率的校園信息化系統(tǒng)，最大的挑戰(zhàn)就是信息共享。在校內(nèi)，各個業(yè)務系統(tǒng)常常是在不同階段建立起來的，以滿足不同的需求，如辦公信息系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)、財務系統(tǒng)、學工系統(tǒng)、教務系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)中的多數(shù)都將使用教師、學生、部門、員工、課程、項目等的共享基礎資源信息，每個獨立的系統(tǒng)將建立和使用它自已的信息源。采用這種方法會帶來一個巨大的問題，即要維護準確、及時更新的信息幾乎是不可能的，因為同一類信息以冗余的方式存儲在多個系統(tǒng)中，影響學校辦公信息的準確、一致性，這必將形成校內(nèi)一個個“信息孤島”。因此，如何才知道哪個信息源是最新或是最準確的，并保證校園內(nèi)共享信息的全局一致性，真正實現(xiàn)對這些信息資源進行共享與整合，已成為“數(shù)字化校園”建設的重點問題。

目前，校園辦公信息共享現(xiàn)狀及存在的問題是很多學校已經(jīng)陸續(xù)建成了一批覆蓋學校各方面業(yè)務信息系統(tǒng)，但是這些校園信息系統(tǒng)資源分散，平臺多樣化，不能實現(xiàn)信息資源共享，形成校園網(wǎng)上相互獨立、各自為政的應用系統(tǒng)。我們應當清醒地認識到，要實現(xiàn)校園信息共享，提高學校辦公質(zhì)量效率，還有以下問題亟待解決:①實現(xiàn)資源整合，建立共享的索引數(shù)據(jù)庫，并基于索引技術(shù)建立主索引數(shù)據(jù)中心以提高數(shù)據(jù)的存取效率，并保證全校信息的一致性，讓管理部門的工作更為準確有效。②應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)無法共享問題，必須保證數(shù)據(jù)一致，減少冗余，提高利用率;③如何更容易實現(xiàn)應用整合與安全體系，要求建立高安全性和可靠性的基于索引的身份認證及權(quán)限管理系統(tǒng)。

1 基于資源信息索引實現(xiàn)信息共享方案

學校需要很多基礎資源信息，包括教師、學生、部門、員工、課程、項目等，本文將對不同學校應用信息系統(tǒng)間資源ID如何映射關聯(lián)的問題進行討論，并以學生信息共享為例，給出一個主索引管理服務系統(tǒng)(Master Resource Index，即MRI)的實現(xiàn)方案，其他基礎資源信息如教工、部門、項目、課程的索引機制與信息共享方法是相同的。

1.1 信息資源交叉索引RIX

為說明建立交叉索引RIX(resource cross-index)的方法，以建立學生信息資源RIX為例，要標識一個學生，涉及到如何將同一個學生在不同應用系統(tǒng)中的ID進行關聯(lián)與映射，以保證學生信息的唯一性的問題，RIX方案就是用來解決這一問題的，RIX框架示意圖如圖1所示。

圖1 RIX框架示意圖

以為學生信息資源建立交叉索引為例，交叉索引RIX中共定義了三個角色:身份源、標識交叉索引管理器、標識交叉索引客戶。(1)身份源是某個特定學生標識域(特定應用系統(tǒng))內(nèi)ID的發(fā)行者，其功能包括:①負責產(chǎn)生學生的LocallD(特定應用系統(tǒng)范圍內(nèi)的唯一ID)。②在應用系統(tǒng)需要新增、修改或合并學生信息的時候，發(fā)送消息給標識交叉索引管理器;(2)標識交叉索引管理器實現(xiàn)對學生多個LocalID(特定應用系統(tǒng)范圍內(nèi)的唯一ID)和跨系統(tǒng)的全局ID的統(tǒng)一管理，主要維護學生多個LocalID和全局ID的映射與關聯(lián)，以及為資源分配全局ID。(3)標識交叉索引客戶實際上是交叉索引服務的客戶端，交叉索引客戶提供RIX查詢、RIX訂閱、RIX更新通知接口以方便各應用系統(tǒng)調(diào)用。

1.2 學校主索引MRI系統(tǒng)的實現(xiàn)

MRI(master resource index，即 MRI)系統(tǒng)是指為保持在多應用系統(tǒng)中，用以標識學生實例所涉及的所有系統(tǒng)域中學生實例的唯一性，所提供的一種跨應用域的系統(tǒng)服務。本節(jié)以學生信息共享為例給出一個基于RIX的主索引管理(Master:Resource Index，即MRI)系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案，其他資源信息共享方案基本相同。

1.2.1 建立主索引MRI數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

以建立學生信息MRI為例，對于MRI信息匹配成功的輸入信息直接取回主索引，對未匹配成功的MRI，通過預先制定標識生成規(guī)則，產(chǎn)生新的學生ID，形成主索引標識，以保證各應用系統(tǒng)已有數(shù)據(jù)的一致性，減少冗余。信息系統(tǒng)中的MRI信息分類如表1所示，建立主索引的具體流程見圖2。

表1 MRI信息分類

1.2.2 數(shù)據(jù)庫的ER模型

數(shù)據(jù)庫的ER模型如圖3所示。學生基本信息一般不會因為學生所在應用系統(tǒng)的不同而發(fā)生改變(如學生姓名、身份證號等)，而學生其他注冊信息(易變信息、特殊信息)則有可能隨其所在應用系統(tǒng)的不同或時間不同而變化(如學生可能在應用系統(tǒng)1中使用居住地址C，而在應用系統(tǒng)2中使用居住地址D。

圖2 主索引注冊流程

圖3 MPI數(shù)據(jù)庫的ER模型

1.2.3 主索引標識匹配算法

以學生信息為例，在學生注冊的時侯，各應用系統(tǒng)中的學生身份源需向RIX管理器提供該應用系統(tǒng)中的學生唯一標識LocallD與共享的身份信息，RIX管理器將該學生身份信息與其維護的身份信息進行對比，以確定學生的唯一身份。我們可以將學生信息按4.1節(jié)劃分為三大類:固定信息、易變信息和特殊信息。固定信息和特殊信息與MPI數(shù)據(jù)庫ER模型中的學生基本信息對應，易變信息與學生的注冊信息相對應。經(jīng)結(jié)合實際應用分析，易變信息基本不適用于身份匹配。

在實際實現(xiàn)中可用以下學生身份相關信息進行加權(quán)匹配，如:姓名、身份證號、出生日期、性別、姓名拼音、電話號碼、居住地址、移動電話號碼等。我們采用身份信息框架來描述學生的身份信息并建立學生對象(Student)，學生對象以上述身份信息項作為對象的屬性。對象偽代碼實現(xiàn)如下:

學生主索引身份信息框架如圖4所示，具體實現(xiàn)方法是首先為按各身份信息在匹配中的重要性設置相應對象屬性權(quán)值，然后采用求加權(quán)和的算法計算出最終信息匹配度的量化值，最后通過檢測量化值來確定身份主索引是否匹配。例如我們可以設置身份證號權(quán)重48%，姓名權(quán)重10%，其他分配剩余42%的權(quán)重，則按常識只要匹配度超過52%，就可以認為身份信息能唯一標識一個學生。對于對象每一個屬性信息可以通過詞法分析和語義分析等技術(shù)進行相似度分析。詞法和語義分析技術(shù)不在本文研究范圍內(nèi)，本文僅提出一個主索引身份信息匹配算法框架。

圖4 身份信息框架

1.2.4 主索引服務系統(tǒng)的實現(xiàn)

同樣以實現(xiàn)學生基礎信息主索引為例，介紹如何具體實現(xiàn)一個基于RIX的主索引服務系統(tǒng)，其他基礎信息主索引實現(xiàn)方式相同。

學生主索引服務系統(tǒng)是跨異構(gòu)應用系統(tǒng)實現(xiàn)基礎信息共享的管理平臺。該系統(tǒng)的核心服務采用Web服務方式實現(xiàn)，前端接口提供多種實現(xiàn)方式。對支持Web Service的系統(tǒng)可直接調(diào)用核心服務，為其他應用系統(tǒng)提供WINDOWS DLL或COM方式接口，支持idispatch和vtable二種接口。可以方便地為 java、C#、VB、VC、CB、BC、PB、DEPHI等開發(fā)的系統(tǒng)調(diào)用，主索引服務系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖5所示。

前端接口提供接口，供外部應用調(diào)用。接口功能分為幾個部分:系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)集操作、身份識別設備操作、注冊管理、信息查詢、信息更新等的功能;提供對中心的通訊支持，調(diào)用程序可以不管理這部分功能，使用通訊是自動的;提供對身份識別設備的驅(qū)動支持，身份識別設備可能根據(jù)各地情況不同有很多不同的選擇，IC卡，磁卡，指紋識別，射頻卡等都可以。針對不同的設備，提供不同的設備驅(qū)動程序配合API完成相關工作。

圖5 主索引服務系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

前端接口(API)內(nèi)部提供數(shù)據(jù)集緩沖機制，外部可以通過調(diào)用接口來訪問這些數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)集合是外部程序調(diào)用和中心進行數(shù)據(jù)交換的重要橋梁。數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)是預定義好的，不允許調(diào)用程序新建立數(shù)據(jù)集，但是可以允許外部調(diào)用程序增加，刪除，修改記錄。

學生索引服務系統(tǒng)是提供給異構(gòu)系統(tǒng)所使用的無縫接口，應用系統(tǒng)通過調(diào)用服務和接口可以完成學生注冊認證、學生全局ID查詢、學生信息查詢、學生信息更新等功能;如提供以下接口實現(xiàn):

·學生注冊認證“string RegStudent(string localID，string passport)”，localID:本地系統(tǒng)返回值是全局唯一標識，passport:安全認證信息;

· 學生信息查詢“Student GetStudent(string globalID，string passport)”

返回值Student是包含學生信息的對象 ，globalID:全局唯一標識，passport:安全認證信息;

·學生全局ID查詢”string GetGlobalID(Student student，string passport)”

返回值是全局唯一標識，其他參數(shù)與前面接口解釋相同;

·學生信息更新”bool UpdateStudent(Student student)”

返回值為更新是否成功，其他參數(shù)與前面接口解釋相同;

·學生信息合并“bool MergeStudent(string localID1，string localID2)”

返回值為更新是否成功，其他參數(shù)表示將localID2合并到localID1;

主索引服務系統(tǒng)、前端接口(API)、應用系統(tǒng)(ipterm)三者關系如圖6所示。

2 結(jié)論

圖6 主索引服務系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

實現(xiàn)不同校園信息系統(tǒng)中基礎共享資源信息主索引機制是學校辦公信息共享很重要的問題，解決不僅要靠技術(shù)，還需要相關政策法律和規(guī)范的支持(比如頒布全國唯一的個人標識以及規(guī)范校內(nèi)學生注冊的流程等)。本文僅從技術(shù)角度出發(fā)，對其進行了一些探索，說明建立統(tǒng)一、有效的基礎資源識別方法是信息共享的必要基礎，通過結(jié)合實際設計合理的主索引服務系統(tǒng)能夠滿足校園信息共享的需求。

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