数字化校园解决设计方案.doc
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1、数字化校园解决设计方案1.1 设计原则(1)实用性和可行性实用性:数字校园的设计思想体现易学易用、简洁明了、个性化、人性化;借鉴其他学校以往建设经验,提高系统的运行效率和使用效率。可行性:数字校园要采用业界流行的J2EE技术,商业化的应用服务器、数据库和安全系统;选择的产品必须成熟、稳定、实用,其实用性和可行性必须通过多个客户的实际使用及检验。(2)封装功能和松散变化封装功能和松散变化是“开放-封闭”的原则,该原则会贯穿数字校园的整体设计中,保证可更高效的开发软件,提高办事效率,把功能独立封装,增加扇出,减少扇入。同时对于内部进行封闭,而对外则提供良好的接口用来提供更多服务。这也是高内聚,低耦
2、合的体现。如J2EE应用中,把服务类进行充分封装,这种封装,只要达到了组件的效果,就可得到很好的应用,而对于Action/Web层等变化比较多的地方,则自己采用独立的方案,这样以来,可以提供一定的代码复用。(3)可装卸和可配置数字校园是作为一个整体软件设计和开发的,其中也包括多个子平台及系统,这些子系统的设计与完成,本身也都是作为独立的一个产品来完成的,但同时,每个子系统内部也是包含多个模块的,各个模块之间或多或少的存在一些耦合。但这些功能的耦合,是在更理想的一种阶段。就是可配置,可装卸。除了少数必须的底层模块外,绝大部分模块的去除和添加,都不会影响到其他功能。并且,更多的功能是采用配置的,就
3、是说,各个子系统、模块,就像搭积木一样,可以把其中的一块替换掉,或者拿掉,但可以不影响其他的功能。可配置,可装卸的软件,必将是未来数字校园软件更为理想的开发模式。这对于系统的维护,以及需求的变更适应性都是非常好的。(4)先进性和成熟性数字校园整体设计上充分考虑未来发展,项目最终实现面向校级的资源优化而不是简单的信息管理;技术架构上,采用先进的容器(Container)与服务(Services)结构,所有应用在同一容器中运行,容器提供各种通用的功能性引擎的接口,每个业务应用只需实现本业务的具体功能,通用的功能由容器提供系统所需的公用的服务。面向服务、面向组件的先进技术和理念,具有发展潜力。数字校
4、园技术、设计方案顺应平台化、集成化与人性化的应用软件发展的三大趋势,构建在此业务基础平台的行业应用也将引领教育行业内应用软件技术发展的全新方向。(5)标准化与开放性数字校园将要建设一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台,该平台独立于网络、硬件环境、通信环境、软件环境和操作系统;同时由于,该平台自身所包含的引擎机制如工作流引擎、实体引擎、规则引擎等也定义了松耦合的服务接口,用户可以选用相应的引擎,将新的服务插入到平台中。此外,所有业务系统在设计开发过程中严格遵循国家标准/教育部标准,并结合学校实际情况引入学校自行定义的标准,真正做到系统的标准化,前端表现层应采用模版技术,将展现风格与业务数据
5、分离,使用户可以选用自己喜爱的风格和布局。同时本期项目建设也遵循整体化建设的一致性原则。(6)可靠性、稳定性及容错性数字校园技术方案从系统基础设施结构,系统软件、技术措施,设备性能,应用设计、系统管理等各个层面确保系统运行的可靠性和稳定性,达到最大的平均无故障时间。其中,数据库采用双机热备、应用服务器采用集群方式(负载均衡)、支持数据异地容灾、应用设计支持容错、热部署;在制度、安全体系(防毒防黑,审计)方面也应针对学校个性化需求进行相应建设。与此同时,系统应具备高度的容错性,保证系统的正常运行。(7)可扩展及易升级数字校园建设的长期性和内容的广泛性决定了系统在构建和使用过程中,必然面临着各类扩
6、展性需求,例如业务规模的扩展、业务类型的扩展、集成范围的扩展等。建成的平台模块间完全独立,接口清晰,内部的业务流程升级和改造与其它模块无关,所有模块基于组件如EJB、Web Services开发,可插拔,并为二次开发提供开发API等,因而,应用极具扩展性和升级性。(8)安全性和保密性在应用及平台设计中,既充分考虑信息资源的共享,更注意信息资源的保护和隔离,分别针对不同的应用需求,支持不同强度的安全保密措施,包括数据加密存储/传输、数字证书认证、数字签名、细粒度的数据存取控制、防毒防黑、审计和安全管理制度等。(9)易管理和易维护整个项目是由多个部分组成的较为复杂的平台及系统,为了便于系统的日常运
7、行维护和管理,需要提供快速部署、增强的易用性和轻松的远程专用的可视化的系统管理模块。管理维护的工作内容包括:数据和应用的备份和恢复;用户管理与授权,授权和应用分开,能够适应组织结构的变化;代码表的维护,用户自己能通过代码表管理适应代码标准的变化;应用信息可配置;日志设置与查看,通过定义不同级别日志,提供不同系统状况信息,便于管理审计。系统需要使用图形化界面对各种信息进行访问:在修改、维护该系统时,简单方便、易于操作;在开发过程中,派驻专人进行培训。(10)最佳性能价格比进行科学的投入产出分析,力求设计反映实际需求,在设计上寻求最佳的性能价格比。1.2 总体设计利用创新技术手段,整体规划,经过2
8、年左右时间完善数字校园的基础设施建设和应用系统建设,结合首都教育特征,建成具有我校特色并具有示范引领作用的数字校园。进一步巩固我校教育信息化建设成果,健全信息化管理与运行机制,建设整体数字化网络环境、数字化教学资源、数字化教学与学习环境、数字化管理手段和工作环境;培养信息化管理人才,提高学校领导和教师的教育信息化理论水平和实践能力;实现教育的信息化和现代化,实现数字化学习、数字化教学,数字化科研和数字化管理,创建数字化生活空间,创建共享和虚拟校园空间;提高教育质量,促进科学决策,提升学校综合竞争力,贯彻素质教育,实现科学发展。在技术实现上,首先建成学校的信息标准及统一数据库平台,高效集成学校原
9、有系统及数据,构建满足学校教学、科研、管理与服务要求的开放性、协同化运行的数字支撑环境,为校内、外各类人员提供完善的个性化信息服务支持,整合各部门的所使用数据,使数据达到最大程度的共享。充分保证数据的实效性、准确性、唯一性、可靠性和安全性,为今后数据校园搭建资源高度共享的业务及平台奠定坚实基础,最终全面构筑数字化的管理和校园生活环境。其次,为了动态实时的展现学校各项指标,实现现代化管理提供决策依据,还需要建立一个统一身份认证平台和一个具有安全性好、可靠性高、可用性强、可管理的门户中心。从认证层面、信息的集中与个性化服务层面、数据层面上实现全校范围内数据的统一集中和共享,实现各级部门以及应用系统
10、之间信息资源共享,全方位满足用户对学校有关信息资源的查询检索,以此来提高学校教育信息化整体水平,为进一步实施学校信息化建设中其他管理及后续应用软件系统的建设奠定坚实的基础。最后,建设基于基础支撑平台之上建立教师综合服务、学生综合服务及领导服务的相关应用系统,将信息化应用范围扩大到学校教学、科研、管理和服务的方方面面,实现为各类用户提供个性化业务服务的目标。总体功能建设目标如下: 单点登录:通过统一身份认证平台,用户只需一次性登录学校信息门户,就能够访问经授权的信息资源和应用系统。 内容导航:通过信息目录、服务目录、向导式会话、代理服务或搜索引擎,使用户能方便、快速地找到自己需要的信息和服务,并
11、简单、快捷、高效地完成所有的操作。 服务获取:各类用户可以方便地查询获取无需授权或经授权的信息,可以使用无需授权或经授权的服务,实现网上学习、交流、办公、办事。 资源共享交换:各部门的业务信息资源和服务可通过门户发布,供各部门和全体师生员工依权限共享。各部门的应用系统和跨部门综合性业务应用系统通过三大基础支撑平台实现信息和服务的交换共享。 资源整合:通过基础支撑平台,跨部门的应用可以访问分布在不同部门,不同系统的各种共享信息按照业务需求进行整合;教职员工可以按照主题、事件或位置等的关键词,查询并访问已经连接到门户的信息资源和服务,并将查询到的或调用服务获得的文字、图像、动画、声音等信息按照既定
12、规则显示在页面上,实现可视化的信息资源调度。 业务协同联动:通过对原有系统的集成及新的校级应用系统的建设,把各部门的应用和服务融合在一起,实现各种业务系统的协同工作。可以按照模板、预案或动态调用不同部门的各种应用服务并进行整合,实现业务流程整合和应用系统联动,实现跨部门的互操作和业务协同。 可视化决策支持:在资源调度整合和业务协同联动的基础上,可面向校领导、部处、院领导的个性化需求,通过信息提取、数据挖掘等方法,对信息进行综合、分析并可视化,提供形象直观的决策支持。1.3 拟建内容1.3.1 信息标准和数字校园管理规范形成一套信息标准和数字校园管理规范:数字校园建设项目的建设中,信息标准该套标
13、准体系必须根据“统一标准”的原则,严格遵循计算机软件行业的各项国家标准、教育部颁布的教育管理信息化标准,同时参考相关的行业标准和规范,兼顾校内的自定义标准,使制定的标准具有良好的兼容性,能够与教育部现有和即将推出的符合部颁标准的各种教育管理信息系统软件配合使用;同时,在建设过程中根据学校的具体情况和实际需求,协助校方建立一套科学、实用、完善的平台管理规范,形成一套完整的信息标准和管理规范。1.3.2 数字化校园管理平台数字化校园的管理平台是在数字化校园建设的规划的基础上,建设一套开放的、可护展的管理平台。平台在整合已有的数据资源和系统基础,为新系统开发保留良好的用户接口。具体包含如下子系统:
14、(1)统一数据库平台系统:统一数据库平台是整个数字校园建设项目实现信息共享、协同工作的根本。在建设过程中,结合全校统一的信息编码规范、通过统一规划和整理全校数据流,保障数据的权威性和唯一性。同时,对于全校有价值的数据基于统一的规范建立历史信息保存和利用机制,实现对于历史数据的保存和利用并实现对关键数据变更过程的跟踪和统计以及决策支持。统一数据库平台的建设将便于学校对全校信息的利用并面向全校师生提供更多主动的服务,并在此基础上丰富个性化内涵。(2)统一门户平台子系统。建成全校统一门户平台,实现一次性身份验证,并在建设中集成部分学校的原有系统,形成学校统一的门户平台,用户可根据权限灵活查询原始资源
15、。(3)统一身份认证子系统。建成全校统一用户管理、身份认证及授权体系:统一身份认证及授权系统是数字校园建设的重要组成部分,通过本阶段建设,需要为学校提供全校统一的用户管理平台和授权、认证体系,实现各应用系统的统一授权,集中认证,充分发挥学校内部网络管理维护部门的管理职责,规范用户操作行为,强化用户合理使用网络资源的意识。、(4)信息发布子系统。信息发布系统包括信息发布子系统、综合查询子系统、灵活报表子系统、问卷调查子系统等。公共服务系统,可以单独使用,也可以与任何一个应用系统灵活搭配使用。信息发布子系统,可以与业务系统搭配使用,在发布信息时,可以选择发布到业务中,或是同时发布到信息门户上供公共
16、用户浏览。利用综合查询子系统,能够查询个人授权信息、栏目信息等。灵活报表子系统,能够利用统一共享数据库的数据,制作需要的报表,并且设置是不是展现在系统中,给哪个或者哪级用户授权。问卷调查子系统在运用时,要能够便捷的自定义调查问卷表格的样式,还可以控制答题人的范围(如校领导、教研组长、教师、学生、少先队员等)、设置分数计算规则等;对于答卷人,登录后系统要主动提醒或者限制必须进行调查问卷的填写,答题完毕提交问卷后才能做其他工作。1.3.3 整合原有的系统在数字校园管理平台开发的基础上,进一步整合已建成的应用系统,主要包括学校照片管理系统、学校音像资料查询借阅系统、学校图书查询系统、VOD视频点播系
17、统、学生成绩分析系统、中小学信息管理系统、高中新课程管理系统、综合素质管理系统和FTP文件服务系统等系统。1.3.4 教育资源管理平台建设教育资源管理平台,包括数字图书馆、教学资源库的建设等。数字图书馆的建设不仅仅实现了电子化阅读,也增加了图书馆资源的利用率,用户随时随地都可以查阅需要的电子书籍,也便于管理员维护和管理实体图书资源。教学资源库包括学校购买资源、网络免费资源、教师教学资源等。学校教师经过多年教学资源积累,个人收集和制作了大量的教案、课件、音视频等教学资源,教育资源平台的建立可以促进教学资源归类、整合,有利于信息共享,教学资源不会随教师的调离或者退休而流失。建设本校教学资源库,也能
18、够进一步发挥教师的主观能动性,并与在线教育中心结合,为学生和社会提供丰富的教学资源。1.3.5 国际化教学管理系统根据国际部教学实际情况,建设国际化教育管理系统,包括教师综合服务系统(教育人力资源管理系统、科研管理系统)、学生综合服务系统(招生管理系统、学籍管理系统、教务管理系统、学生工作管理系统、学生成长记录系统等)、后勤综合管理系统,为教师、学生、家长、教委、社会用户提供信息服务。1.3.6 一卡通应用系统进一步探索和开发学生卡的功能,实现学生信息标识、查询功能、电子现金功能、租借功能等,达到一卡通全校的目的。学生不仅拿卡可以进行入校注册、食堂就餐等功能,也可以进一步进行图书借阅、医疗信息
19、登记等,包含了生活和学习的方方面面。一卡通应用示意图学生卡的使用为学校和学生带来了很大便利,数字化校园的建设中,需要进一步探索和开发学生卡的功能,实现数字校园登录、通过门禁系统、学生信息标识、查询统计功能、电子现金功能、租借功能等,真正达到一卡通全校的目的。学生通过门禁系统入校可以统计学生出勤和按时到校情况,在校数据同时可以供中午为学生分饭使用;学生也可以通过学生卡进行图书借阅、访问数字信息亭,将便利带到校园的每个角落。1.3.7 教学综合评估系统教学综合评估系统是在综合分析各教学管理系统的数据基础上,对教学的各个环节进行评估,为教学管理提供指导和依据。重点分析学生的学习、生活、身体和身心健康
20、情况及教师的教学质量等环节。1.3.8 校园网络改造校园网络改造主要包括如下三方面的内容。(1)校园网建设相关的系统的配套网络和硬件。本次网络改造是在适应数字校园整体需求在目前的基础上进行的调整。“统一、融合”是这次校园网调整过程所应遵循的基本理念,通过这次调整,我校校园网的可靠性、可用性、安全性、可管理性和可扩展性将会得到明显提高。(2)无线网络的构建,将使得学校师生和社会用户体会到随时随地上网的乐趣,可以很好的融入数字校园系统中。在无线网络构建的时候也要具有可扩充性,在校园网络规模不断发展的情况下,可以满足在不改变主体架构与大部分设备的前提下,实现平滑升级和扩充,保证扩展后的可用性与稳定性
21、。(3)网络安全系统建设。在原有安全系统的基础上,建立安全监控及备份系统。数字校园建设以后,数据是重要的宝贵财富,但是很多数据的存储方式存在风险,而数据的丢失或者损坏都可能会带来不可估量的损失,所以需要进行行之有效的数据备份。采用多种备份策略,是重要的安全措施之一。如双机热备份、光盘备份、系统备份等。这样才能保证在服务器或者数据库异常损坏等突发事件发生后保证损失降低到最低。1.4 系统设计分析1.4.1 总体框架要求(1)面向管理服务等的边界划分对于学校在经过多年信息化建设后,都在从不同角度来看待数字校园的建设步伐,关注共同的发展焦点,提出未来建设需要我们作什么?从三方面来分析:从应用服务上讲
22、,以教师员工和学生为核心,提高面向管理、服务等方面的工作和消息效率;梳理用户面向服务的多角色定位,降低过程的复杂性,实现学校、多个等部门的协同服务。从资源服务上讲,注重管理、服务信息的综合利用,以信息交换和资源共享为目标,以综合统计、决策分析为宗旨。从管理服务上讲,实行规范标准化、统一管理和控制化,提升校园信息化建设的管理体系和统筹规划。需求源于对问题的深刻剖析,同时也是推动建设的源动力。而解决思路则是溶解需求,达成目标实现的执行指南。建设边界界定和实现思路模型图因此,图中从技术,管理,应用服务,用户使用进行了分类边界,在技术层面上要求从定制。独立开发模式向组建、全域、框架标准模式转变;数据层
23、面上以制定信息服务统一数据标准及规范为核心,逐步消除各信息孤岛,在业务层面上,突破“以业务驱动”的瓶颈局面,制定“以人为本”的校级应用。在管理层面上,变革各自为政,独立分散管理模式,打造以“用户为主体,资源为核心、管理为目的”的新理念。(2)辐射管理服务范围的业务重心数字校园的业务重心针对管理、服务综合应用范围,从数据服务、应用建设、资源整合的范围和角度出发,通过对学校各组织业务活动的分析,逐层细化,逐步分解提炼出来的,它涵盖了全校多方面的信息服务、资源共享和业务全貌,同时也是指导学校开展应用服务的建设指南。从建设范围看,包括:数据整合服务,信息交换与发布,用户与资源的统一管理,业务整合与灵活
24、展现。(3)覆盖全校的基础服务层基础设施服务:主要覆盖全校历年来以及学校近期要构建的网络设施,服务器设施、数据存储设施,通用服务设施,公共服务系统(数据库、中间件、操作系统、备份软件)等。该层主要对应学校规划中的网络基础层和信息资源底层。(4)面向管理、服务的数据资源层数据资源层包括支撑校内主要业务数据、共享数据和交互数据等内容的核心数据管理层,是学校各机构整体信息化的基础数据环境。各种业务数据来源包括由学校各部处和各个班级等现有的各种业务处理应用系统(例如教务、办公、一卡通等应用系统)等提供的业务数据。各类应用为了完成业务处理建立了为本部门工作所需的业务资源数据库,各业务系统依赖各自的业务资
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