學分銀行管理平臺架構研究*

余燕芳

（浙江廣播電視大學 開放與遠程教育研究院，浙江杭州 310030）

學分銀行管理平臺架構研究*

余燕芳

（浙江廣播電視大學 開放與遠程教育研究院，浙江杭州 310030）

目前，國內外都針對學分銀行管理平臺進行了研究與開發。該平臺的架構設計，既涉及制度層面，也涉及技術層面，且在設計上應遵循先進性和成熟性、開放性和標準化、系統安全可靠性等原則。通過探討學分銀行的業務功能與平臺職能架構，文章提出了平臺層級式數據架構，并通過智能網關、Oracle RAC、OpenAPI、J2EE等關鍵技術的應用，研究設計了學分銀行管理平臺總架構。

學分銀行；管理平臺；數據架構；智能網關

一 學分銀行管理平臺研究與開發的現狀

關于學分銀行管理平臺架構的設計與開發，目前國內外都進行了相關的研究。從國內來看，崔銘香、樂傳永[1]較早地研究了學分銀行運行程序，提出了學習者運行程序線和學分銀行系統運行程序線這兩條主線，對學分銀行平臺運作流程進行了初步探討。姚德明、衡播等[2]提出了學分銀行管理平臺是一個基于SOA（Service-oriented Architecture）架構思想建構的系統，并對平臺功能模塊進行了初步分析。湯書波、陳梅艷、李志平等[3]提出了包括學分存儲模塊在內的學分銀行五大功能模塊，并在此基礎上設計了學分銀行運行系統。彭飛龍[4]對學分銀行體系構建和技術架構進行了深入研究。陳晶晶、陳龍根等[5]對學分銀行組織與職能架構、運行機制進行了探討；鄢小平等[6][7]提出了基于云架構的學分銀行信息平臺總架構。從開發情況來看，國內主要有上海市終身教育學分銀行管理平臺、慈溪市學分銀行管理系統等。

在國外，韓國學術學分銀行開發了一個多層次的學分銀行管理平臺，該平臺主要包括學分認定與登記、學位申請、信息查詢、資源檢索等功能[8]。1997年，英國成立了資格和課程框架委員會，推出了英國資格與學分框架（QCF），該框架建有國家認證資格數據庫（NDAQ）、MIAP和SFA的LAR系統[9]。1995年，南非頒布了《南非資格署法》，其兩大目標是:（1）成立南非資格署；（2）實施國家資格框架[10]。南非資格署成立以后，開發了學習者檔案數據庫（NLRD）信息系統，這是一個國家資格框架電子管理系統[11]。歐洲學分銀行系統主要包括學分轉換與累計系統（ECTS）和職業教育與培訓學分系統（ECVET），前者的重點是各高等學校之間的學分互認；后者將重點放在職業教育與培訓學分積累層面。英國學者安東尼·約翰·維克斯[12]和荷蘭開放大學的赫曼·博世對這兩個系統做了大量研究。

二 學分銀行管理平臺設計原則

首先，要遵循先進性和成熟性原則。在學分銀行管理平臺的開發過程中，一定要把先進性放在重要位置，既要體現先進技術理念，又要具有發展潛力。在系統技術框架的設計中，要采用最新的技術，同時注意技術的可行性和適用性。

其次，要遵循開放性和標準化原則。學分銀行管理平臺不是一個獨立的系統，它的主要功能是為了更好地連接并打通各級各類教育間的通道，提供相關的分析與決策。因此，平臺的數據來源需要與各級各類平臺實現數據對接，充分考慮與其它外部系統的接口需要。技術框架要求具有開放性，同時要符合主流技術標準。

第三，要遵循系統安全可靠性原則。安全是學分銀行管理平臺建設必須遵循的重要原則。平臺的總體設計和安全體系設計要符合信息系統安全等級的要求，并在系統安全方面進行全方位測評。

三 學分銀行管理平臺功能模塊與職能架構分析

1 功能模塊分析

學分銀行業務主要包括個人業務和對公業務兩大塊。其中，個人業務包括學習者注冊，檔案管理，學習成果認證、積累與轉換，學習項目推薦，學習咨詢，學分查詢等功能；對公業務主要包括機構學習檔案管理，為政府及其它機構提供信息技術和平臺支持與個性化定制服務，為教育行政部門提供需求分析和決策建議，為合作聯盟推送教育產品、提供咨詢分析報告等。根據以上業務，學分銀行管理平臺功能區域可設置為網上管理中心、網上服務大廳和系統管理三個區域，如圖1所示。

圖1 學分銀行管理平臺功能結構圖

2 職能架構分析

學分銀行職能架構可分為三個層級:學分銀行管理中心、學分銀行管理分中心和學分銀行受理點。管理中心是第一層級機構，主要職責是:機構設置與管理、標準制定、課程體系建設、完成綜合性數據分析、對分中心和受理點進行業務指導與管理等。管理分中心是第二層級機構，主要職責是:復審部分學習成果存入學分銀行的申請、兌換部分學習成果、開具相關學習成果證明、對受理點進行業務指導與管理等。受理點是第三層級機構，主要職能是:受理開戶申請，負責身份認證、信息錄入、服務協議簽署等工作，受理學習成果存入與轉換申請，初審并提交分中心或省中心復審，開具相關學習成果證明或受理學習成果證明開具申請等。

四 平臺數據架構分析

1 基于Oracle RAC的數據庫存儲架構

Oracle RAC（真正應用集群）是Oracle數據庫支持網格計算環境的核心技術，具有高可用性、高性能及按需擴充等優勢。使用Oracle RAC可以通過增加一臺或多臺低成本的服務器來擴充應用系統的處理能力，滿足應用需求。

根據學分銀行的功能特性和數據來源的復雜性，可采用雙節點Oracle RAC數據庫存儲架構，如圖2所示。

圖2 雙節點Oracle RAC數據庫存儲架構

在實際運行過程中，系統會將負載平均分配到 A、B兩個節點，實現負載平衡，提高運行效率。同時，A、B節點通過內網，實現數據交換即緩存融合（Cache Fustion）。在此運行模式中，系統將所有的數據文件、控制文件、聯機日志文件等都存儲在共用存儲器中，兩個節點可同時訪問，其它文件如參數文件、閃存文件、密碼文件等則根據實際情況分類存儲在本地或共用存儲器上[13]。

2 層級式數據架構

基于學分銀行職能架構，目前，在國家層面和省級層面都可采用層級式數據架構，逐層匯聚數據，形成層級式數據管理。根據學分銀行職能架構，結合Oracle RAC數據庫架構的特點，可將學分銀行管理平臺數據分層架構，如圖3所示。其中，第一層級是管理中心，該層匯聚了來自學分銀行不同層級、不同性質機構來源的數據，數據量龐大；第二層級為管理分中心數據；第三層級為受理點數據，以對外窗口服務為主，數據相對簡單。

圖3 學分銀行數據分層架構圖

五 平臺關鍵技術應用與總架構分析

1 智能網關應用

數據的開放與共享是學分銀行管理平臺的一個重要特點。學分銀行管理平臺需要打通各類學習平臺及不同層級的信息檔案管理平臺，實現數據共用、共享。所以學分銀行管理平臺的開發，不僅僅要開發平臺自身的功能，很大程度上還得考慮與其它各類平臺及數據的對接。智能網關及OpenAPI的應用，可以更好地促進異構平臺之間的數據對接。

圖4 輕量級J2EE框架

2 基于REST的開放接口OpenAPI的應用

REST（Representational State Transfer）包含一組架構約束條件和原則，利用REST能夠有效降低系統開發的復雜性，提高系統的伸縮性。Restlet框架是一種全新型的基于JAVA平臺的框架，該框架功能健全、發展穩定，目前已成為主流的REST實現框架[14]。以Restlet為開發框架，為不同用戶提供數據資源的查看、獲取、更新和管理等操作，用戶通過調用系統提供的開放接口OpenAPI即可實現所需功能，而不必關注平臺具體的實現過程。配合智能網關應用，提供基于REST的開放應用開發接口（OpenAPI）,可以在任何支持網絡的操作系統中實施運行[15]。

3 輕量級J2EE框架設計

輕量級J2EE框架是一種結構輕盈的軟件開發框架，它最大的特性是靈活、易擴展和易測試。另外，它不會強迫業務對象遵循平臺特定接口，這是它的另一個特征。學分銀行管理平臺輕量級J2EE框架如圖4所示。

Web應用基于J2EE技術構建，采用輕量級J2EE的SSH2（Struts2+Spring+Hibernate）架構，將系統劃分為三個層次:Web應用層、業務服務層和持久域模型層。其中，Web應用層采用Struts2實現，業務服務層使用Spring管理，持久域模型層則采用Hibernate實現持久化。

4 其它關鍵技術

學分銀行管理平臺需要與各級各類機構信息平臺及各類學習平臺數據共用，因此需要突破平臺之間因計算、存儲、共享、分配等引起的技術障礙。涉及的關鍵技術主要有:

（1）負載均衡。學分銀行管理平臺面向各類學習者和不同教育機構，需要建立跨省、市、縣、社區等不同層級不同地域的網絡，不僅需要布局合理的機構網絡，同時要確保平臺的高流量和高可用性。因此，部署高可用性的負載均衡解決方案，是解決高負荷訪問和大量并發請求的終極解決辦法。

（2）數據庫集群和庫表散列。學分銀行管理平臺用戶龐大，數據庫的壓力會較大。為了解決這個問題，可以采用數據庫集群或者庫表散列技術。數據庫集群就是利用多臺服務器，構成一個虛擬的數據庫邏輯映像。庫表散列是使用計算值來分配表格數據的方法，它比在整個索引中搜索要好得多。目前，庫表散列是常用并且最有效的解決方案。

（3）緩存技術。學分銀行管理平臺的緩存同樣非常重要。設計架構方面的緩存，可以使用外加的工具進行緩存設置；數據庫的數據緩存，則通過在數據庫層面建立緩存區，加載經常使用的數據，減少物理存取次數。

（4）多中心數據同步。學分銀行管理平臺需要實現不同層級、不同地域的數據資源共享和信息互訪，因此可以采用分布式對象技術來解決多中心數據同步問題。同時為了實現數據同步更新中的高效性、一致性和實時性等要求，需要在數據質量、同步效率、同步頻率和數據時效性等方面做出平衡。

5 學分銀行管理平臺總架構

學分銀行管理平臺總體上進行分層設計，其系統總架構如圖5所示，具體包括:

（1）基礎設施層:構建虛擬化資源池，實現系統資源的按需配置、靈活擴展。

（2）數據層:基礎信息庫匯聚多層數據架構數據源，學分認證轉換規則庫包含學分認證、積累、轉換所遵循的基礎標準和規則信息；通過智能網關及開放接口，實現數據層與外部平臺信息的對接與整合。

（3）支撐服務層:采用成熟的Web應用中間件技術輕量級J2EE的SSH2架構（Struts 2+ Spring+Hibernate），實現業務邏輯、數據和表達的分離，提供開發和部署各種業務驅動應用所必需的底層核心功能。

（4）應用層:重點建設網上管理中心和網上服務大廳。

（5）應用門戶:為學分銀行各級各類用戶包括工作人員打造個性化工作界面，通過統一認證、分級授權、信息聚合，實現個性化定制服務。

（6）業務標準體系:主要包括基于學分銀行資格框架的標準學分認證標準、學分轉換標準及專業與課程標準等。

（7）技術標準體系:包括平臺接口標準、安全保障體系及運行維護體系等。接口標準采用基于REST的開放接口OpenAPI。基于學分銀行信息的重要性，系統在安全保障體系的建設方面顯得尤其重要。一方面，可以將網上管理中心和網上服務大廳兩個子系統分別部署于不同安全域，進行安全隔離，各級工作人員通過局域網或專網訪問網上管理中心，系統為所有工作人員提供VPN遠程訪問通道。另一方面，學習者可以通過因特網接入訪問網上服務大廳，因特網出口實現負載均衡和安全隔離。同時，還應強化身份認證、訪問控制、數據備份、安全審計等安全措施，落實授權管理、數據恢復演練、系統運維保障等管理規范。

圖5 學分銀行管理平臺總架構圖

六 結束語

學分銀行在我國還是新事物，學分銀行管理平臺作為學分銀行的一項基礎工程，還需要不斷摸索。文章從學分銀行功能模塊與職能架構分析入手，構建了基于層級式數據架構的學分銀行管理平臺架構，并通過智能網關等關鍵技術的應用，實現不同學習平臺之間的數據對接與分析。該系統將為個人及相關部門提供學習成果信息服務，有利于實現學習成果的認證、積累與轉換，可為學習型社會的建設提供信息服務和平臺支撐。

參考文獻

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［6］鄢小平.基于云架構的學分銀行信息平臺設計研究[J].中國遠程教育,2014,(5):66-71.

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Study on the Management Platform Framework of Credit Banks

YU Yan-fang
（Open and Distance Education Research Institute, Zhejiang Radio and Television University, Hangzhou, Zhejiang, China 310030）

At present, the design and development of credit bank information management platform are being carried on at home and abroad. The design of the platform framework should follow the principles of advancement, maturity, openness, standardization and the system safety reliability. Through discussing the operational functions and the platform functional framework of credit bank, this paper presents its new perspectives on how to build the framework of the platform hierarchical data, and how to establish the general information management platform framework of credit bank by applying the key technologies containing intellectualized gateways, Oracle RAC, OpenAPI, J2EE, and so on.

credit bank; management platform; data framework; intellectualized gateways

G40-057

A【論文編號】1009—8097（2015）08—0093—07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.08.014

編輯:小米

本文為2015年度浙江省哲學社會科學規劃課題“學習型社會建設背景下浙江省學分銀行構建研究”（項目編號：15NDJC177YB）的階段性研究成果。

余燕芳，副教授，碩士，研究方向為網絡學習與多媒體技術，郵箱為qzddyyf@163.com。

2015年1月13日