基于ODI技術(shù)的高職院校信息系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

呂忠亭，張婕，張庭姣

（延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院1.網(wǎng)絡(luò)信息中心；2.士官學(xué)院；3.電子信息工程系，陜西 延安 716000）

引言

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的深入應(yīng)用，教育信息化帶來的工作便捷和效率提升被人們廣泛接受，各大高校、高職院校越來越重視信息化建設(shè)。尤其是自2015 年教育部辦公廳印發(fā)《高等職業(yè)院校內(nèi)部質(zhì)量保證體系診斷與改進(jìn)指導(dǎo)方案（試行）》（教職成司函〔2015〕168號(hào)）文件和2018年教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》以來，高職院校在教育信息化建設(shè)方面投入了大量經(jīng)費(fèi)，取得了可觀的成績。信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)、智慧校園基礎(chǔ)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等紛紛得以建設(shè)，很大程度上推動(dòng)了智慧校園的演進(jìn)進(jìn)程。然而，各業(yè)務(wù)部門基本上都建設(shè)有1～2個(gè)甚至更多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，有些業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)較早，猶如“煙囪”矗立，形成“信息孤島”“數(shù)據(jù)壁壘”，造成數(shù)據(jù)無法流通、共享和利用［1-2］。數(shù)據(jù)流通、共享和利用問題一直是常談的話題，也一直是高職院校信息化建設(shè)的頑疾和痛點(diǎn)，嚴(yán)重制約了信息化發(fā)展進(jìn)程［3］。因此，全面開展信息系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通、共享已刻不容緩。

1 信息系統(tǒng)集成現(xiàn)狀分析

隨著智慧校園建設(shè)的全面開展，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)被廣泛使用，系統(tǒng)之間的交互越來越多，各業(yè)務(wù)部門對(duì)數(shù)據(jù)的需求也越發(fā)明顯。因此，如何將分散的信息資源和應(yīng)用資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、高效共享已成為現(xiàn)代智慧校園建設(shè)的關(guān)鍵［4］。目前，解決數(shù)據(jù)流通、共享較為有效的方法是建設(shè)共享數(shù)據(jù)中心。共享數(shù)據(jù)中心可以把重要的、通用的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)到一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，向其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的、一致的數(shù)據(jù)［5］。這樣既可以減少重復(fù)數(shù)據(jù)的收集，又可以減輕工作量和減少費(fèi)用，便于數(shù)據(jù)在各個(gè)部門之間有效流通、共享和利用。大多數(shù)高職院校基本上已完成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、智慧校園基礎(chǔ)平臺(tái)、共享數(shù)據(jù)中心建設(shè)，采用ETL 工具、shell 腳本進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)的簡單集成，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和通用數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、存儲(chǔ)與推送。但是，ETL 工具、shell 腳本只能對(duì)數(shù)據(jù)做簡單的抽取、轉(zhuǎn)換和加載，操作過程繁瑣、復(fù)雜，對(duì)技術(shù)員要求較高，存在一定的技術(shù)壁壘，不能真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效流通與共享。為此，本文提出采用ODI技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成的解決方案。

2 ODI簡介

ODI（Oracle Data Integrator）是一款由Oracle公司推出的數(shù)據(jù)集成工具，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)化與推送［6］。

ODI 是基于元數(shù)據(jù)管理的，整個(gè)架構(gòu)圍繞ODI 模型資料庫設(shè)計(jì)，客戶端通過圖形模型和執(zhí)行代理來訪問ODI 模型資料庫。資料庫安裝在數(shù)據(jù)庫一個(gè)用戶里，存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)信息。客戶操作圖形模型包括四個(gè)組件：設(shè)計(jì)器（Designer）、操作器（Operator）、拓?fù)涔芾砥鳎═opology Manager）和安全管理器（Security Manager），如圖1 所示。其中，設(shè)計(jì)器（Designer）用于定義數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)一致性的規(guī)則以及數(shù)據(jù)的過濾條件，是整個(gè)ODI 的核心組件，所有的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)工作都在這個(gè)Designer模型中完成，數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)對(duì)象和ODI 存儲(chǔ)對(duì)象關(guān)系的元數(shù)據(jù)都在這里進(jìn)行導(dǎo)入和定義。操作器（Operator）用于監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理過程。這個(gè)模型主要提供給數(shù)據(jù)處理人員，并且提供執(zhí)行日志、過程處理行數(shù)、錯(cuò)誤代碼、執(zhí)行統(tǒng)計(jì)信息、實(shí)際執(zhí)行代碼等。拓?fù)涔芾砥鳎═opology Manager）用于定義ODI 與數(shù)據(jù)庫的鏈接串，在ODI 中定義物理和邏輯結(jié)構(gòu)。安全管理器（Security Manager）用于控制ODI 的用戶權(quán)限管理，定義用戶的概要文件和訪問權(quán)限，同時(shí)給對(duì)象分配相應(yīng)的權(quán)限。

ODI 還提出了知識(shí)模塊（Knowledge Module）的概念，主要分為RKM、CKM、LKM、IKM 和SKM 五個(gè)大類，最重要的是LKM（load KM）、IKM（Integration KM）和RKM（Reverse KM）。其中，RKM用于從源系統(tǒng)和目標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的反向工程來形成數(shù)據(jù)模型的功能；CKM用于數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查；JKM為日志記錄知識(shí)模塊，捕獲單個(gè)表或視圖等中的新數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)，從而完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步；LKM用于將源數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)加載到臨時(shí)表；IKM用于將臨時(shí)表的數(shù)據(jù)集成到目標(biāo)表；SKM（Service KM）為Web服務(wù)知識(shí)模塊，可以使用該知識(shí)模塊來生成Web服務(wù)調(diào)用。

ODI不僅支持異構(gòu)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成環(huán)境，而且在數(shù)據(jù)抽取集成過程中可以與SOA 集成，支持CDC，被廣泛地應(yīng)用于業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)融合領(lǐng)域。

3 ODI集成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 環(huán)境部署

依托現(xiàn)有VMware 集群環(huán)境，新建一臺(tái)虛擬服務(wù)器，開機(jī)掛載Windows Server 2008 R2 64 位鏡像文件，安裝ODI和PLSQL工具軟件，使其成為ODI服務(wù)器。配置IPV4地址信息并調(diào)試網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與人事、科研等系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、共享數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫互通。

3.2 ODI集成設(shè)計(jì)

教師基礎(chǔ)信息來源于人事系統(tǒng)，是其他所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)人事數(shù)據(jù)的源頭。基于ODI 技術(shù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成主要包括兩部分：Get 接口和Post 接口集成。Get 接口為上行接口，主要完成數(shù)據(jù)的抽取。Post 接口為下行接口，主要完成數(shù)據(jù)的推送。本文以人事系統(tǒng)和科研系統(tǒng)與共享數(shù)據(jù)中心的集成為例，采用ODI 技術(shù)實(shí)現(xiàn)教師基本信息的抽取，統(tǒng)一存儲(chǔ)到共享數(shù)據(jù)中心，再由共享數(shù)據(jù)中心推送至科研系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)集成，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享與統(tǒng)一。

3.2.1 Get接口設(shè)計(jì)

Get接口主要完成人事系統(tǒng)教師基本信息數(shù)據(jù)的抽取，存儲(chǔ)到共享數(shù)據(jù)中心對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表中，創(chuàng)建過程如下：

3.2.1.1 物理體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)建

根據(jù)數(shù)據(jù)庫類型創(chuàng)建數(shù)據(jù)服務(wù)器，填寫人事系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫用戶名和密碼，用JDBC 工具完成連接測試。測試通過后，創(chuàng)建物理方案，并完成數(shù)據(jù)服務(wù)器關(guān)聯(lián)。

3.2.1.2 邏輯體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)建

根據(jù)數(shù)據(jù)庫類型創(chuàng)建邏輯方案，關(guān)聯(lián)已創(chuàng)建好的物理方案。

3.2.1.3 模型創(chuàng)建

創(chuàng)建模型文件夾，命名為應(yīng)用系統(tǒng)名稱到共享數(shù)據(jù)中心名稱，如MOD_RSDB_TO_GXZXDB，完成表和視圖的逆向工程，這樣可以將業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的表和視圖一對(duì)一映射到共享數(shù)據(jù)中心對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫。

3.2.1.4 接口創(chuàng)建

創(chuàng)建Get接口文件夾，命名為應(yīng)用系統(tǒng)名稱。在文件夾目錄下創(chuàng)建接口，選擇模型中對(duì)應(yīng)的表或視圖進(jìn)行拖拽，應(yīng)用系統(tǒng)為源，共享數(shù)據(jù)中心為目標(biāo)，完成對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表字段的一一映射關(guān)系，并設(shè)置“源集屬性”LKM和“目標(biāo)屬性”IKM屬性設(shè)置。源表LKM選擇器可選擇“LKM SQL to Oracle”和“LKM SQL to SQL”（不含有照片等大文本），如果含有大文本，請選擇“LKM SQL to SQL BLOB （JYTHON）”和“LKM SQL to SQL CLOB（JYTHON）”。目標(biāo)表IKM選擇器可選擇“IKM Oracle Incremental Update”和“IKM SQL Incremental Update”（不含有日期字段），如果含有日期字段，請選擇“IKM Oracle Incremental Update_UI”和“IKM SQL Incremental Update_UI”。

3.2.2 Post接口設(shè)計(jì)

Post接口主要完成共享數(shù)據(jù)中心抽取到的人事系統(tǒng)教師基本信息數(shù)據(jù)向其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的推送。Post 接口創(chuàng)建過程與Get 接口基本一樣，不同的是，Get 接口為上行接口，源為應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，目標(biāo)為共享數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫。而Post接口為下行接口，源為共享數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫，目標(biāo)為應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。創(chuàng)建接口時(shí)注意源表與目標(biāo)表的選擇及相應(yīng)接口的命名即可。

3.2.3 Get/Post接口調(diào)度設(shè)計(jì)

調(diào)度是為了讓接口在規(guī)定時(shí)間內(nèi)定時(shí)執(zhí)行。在應(yīng)用系統(tǒng)文件夾目錄下，新建程序包，并將所有Get接口拖拽至“圖表”空白處，完成接口連接，設(shè)置為無論接口執(zhí)行成功與否均執(zhí)行下一個(gè)接口。對(duì)程序包進(jìn)行場景生成，可根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)之間具體需求設(shè)定調(diào)度執(zhí)行粒度，完畢后對(duì)物理體系結(jié)構(gòu)下get_agent代理進(jìn)行更新調(diào)度操作。

Post 接口調(diào)度設(shè)計(jì)與Get 接口完全一致，只需將物理體系結(jié)構(gòu)下的代理設(shè)置為post_agent即可。

3.3 實(shí)驗(yàn)測試

人事系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫類型為Microsoft SQL Server，教師基本信息表為STUSERALL，對(duì)應(yīng)共享數(shù)據(jù)中心庫中T_JZG 表。科研系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫類型為Microsoft SQL Server，教師基本信息表為RS_HRJC_PERSON，對(duì)應(yīng)共享數(shù)據(jù)中心庫中T_JZG表，所有字段均一一映射。在ODI中，利用JDBC工具分別連接人事和科研系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，測試結(jié)果如圖2、圖3所示：

以作者基本信息為例，已經(jīng)事先在人事系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中錄入，如圖4所示。

圖4 人事系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)查詢結(jié)果

執(zhí)行Get 接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的抽取，執(zhí)行Post 接口進(jìn)行數(shù)據(jù)推送。Get 接口執(zhí)行成功后，在共享數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫中通過執(zhí)行SQL 語句select * from USR_ZSJ.T_JZG where xm = ′呂忠亭′來驗(yàn)證，如圖5所示。

圖5 共享數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)查詢結(jié)果

Post接口執(zhí)行成功后，在科研系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中通過執(zhí)行SQL語句select * from RDSYSEDUV81108142.dbo.RS_HRJC_PERSON where name = ′呂忠亭′來驗(yàn)證，如圖6所示。

圖6 科研系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)查詢結(jié)果

通過圖5 和圖6 可以看出，數(shù)據(jù)成功地從人事系統(tǒng)抽取到了共享數(shù)據(jù)中心，并由共享數(shù)據(jù)中心推送至了科研系統(tǒng)。因此，實(shí)驗(yàn)證明了應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)接是成功的。當(dāng)然，本文只是以教師基礎(chǔ)信息接口為例，采用ODI 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用系統(tǒng)的對(duì)接。該方法還可以推廣至其他數(shù)據(jù)接口、其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的集成。

結(jié)語

應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流通、共享和利用是高職院校智慧校園建設(shè)面臨的難題，較為有效的解決辦法是建立共享數(shù)據(jù)中心。然而，如何高效地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)集成是關(guān)鍵。本文在對(duì)比傳統(tǒng)集成技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出基于ODI 技術(shù)的集成方案，以人事系統(tǒng)、科研系統(tǒng)和共享數(shù)據(jù)中心的集成為例，設(shè)計(jì)了Get 接口和Post 接口，并用實(shí)驗(yàn)成功地實(shí)現(xiàn)了教師基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的抽取與推送，證明了該方法的有效性。

隨著智慧校園建設(shè)的不斷推進(jìn)，必將有更高效、更便捷的集成技術(shù)被提出，用于指導(dǎo)智慧校園建設(shè)，而蓬勃發(fā)展的相關(guān)技術(shù)也將為智慧校園的建設(shè)與升級(jí)提供更多的可能性。