從網(wǎng)互聯(lián)到應(yīng)用互聯(lián)

1、2003-9-121從網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)到應(yīng)用互聯(lián)從網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)到應(yīng)用互聯(lián)2003年年9月月北京師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所北京師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所余余 勝勝 泉泉 博士博士http:/“校校通校校通”的通途的通途目錄n“校校通”遭遇“信息孤島”nemifemif概念概念nemif體系模型nemif報(bào)文規(guī)范nemif數(shù)據(jù)規(guī)范nemif關(guān)鍵技術(shù)的解決nemif的實(shí)施n制定工作流程nemif的發(fā)展展望一、“校校通”遭遇“信息孤島” 目前教育信息化建設(shè)條塊分割，各部門自行開發(fā)自己的系統(tǒng)，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和兼容性，信息資源難以共享，出現(xiàn)了一個(gè)個(gè)“信息孤島”，與“校校通”信息共享的基本要求背道而馳。 2003-

2、9-124“信息孤島”的表現(xiàn)與問(wèn)題n（1）教育管理信息橫向交換與縱向傳輸?shù)睦щy：由于缺乏數(shù)據(jù)交換的規(guī)范，學(xué)校內(nèi)部不同部門開發(fā)的教育管理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱信息系統(tǒng)）之間不能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而學(xué)校之間學(xué)校與上級(jí)管理部門之間也不能直接傳遞數(shù)據(jù)，導(dǎo)致了教育管理信息橫向交換與縱向傳輸?shù)睦щy。n（2）妨礙管理部門的科學(xué)決策：由于信息傳輸困難，不能對(duì)教育管理信息進(jìn)行比較分析，各級(jí)各類教育管理部門就難以做出相應(yīng)的正確決策，甚至還會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的決策做出帶來(lái)不良影響。n（3）導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)，造成人力、資金的浪費(fèi)：由于系統(tǒng)之間的信息資源不能共享，同樣的數(shù)據(jù)需要錄入多次，同樣的系統(tǒng)功能也需要重復(fù)開發(fā)，這就極大的浪費(fèi)了人力

3、與資金，而我國(guó)的教育投入本來(lái)就相對(duì)不高，這種浪費(fèi)對(duì)教育的發(fā)展實(shí)為不利。n（4）行業(yè)壟斷的危險(xiǎn)：由于信息孤島的問(wèn)題，很多地區(qū)在軟件的采購(gòu)上采用了一刀切的辦法，要求所有的學(xué)校的教育管理機(jī)構(gòu)都采用統(tǒng)一的軟件，缺乏有效的競(jìng)爭(zhēng)和激勵(lì)機(jī)制，必然導(dǎo)致行業(yè)壟斷，使得優(yōu)質(zhì)服務(wù)將不可持續(xù)。2003-9-125解決問(wèn)題的關(guān)鍵教育信息系統(tǒng)互操作標(biāo)準(zhǔn)信息傳輸難重復(fù)錄入重復(fù)建設(shè)資源浪費(fèi)影響決策 缺乏互操作規(guī)范,不同管理系統(tǒng)之間的信息很難共享,導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)重復(fù)錄入,造成極大資源浪費(fèi).需求推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展需求推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展2003-9-126什么是互操作n學(xué)習(xí)資源共享是指一個(gè)學(xué)習(xí)對(duì)象可被多個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)利用；n系統(tǒng)互操作是指多個(gè)系統(tǒng)及

4、組件之間能夠交換與使用彼此的信息。 2003-9-127現(xiàn)有的互操作解決方案學(xué)校之間學(xué)校內(nèi)部裝新系統(tǒng)一刀切改老系統(tǒng)搭建平臺(tái)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口 現(xiàn)有方案存在各種弊端，急需一種與平臺(tái)無(wú)現(xiàn)有方案存在各種弊端，急需一種與平臺(tái)無(wú)關(guān)、與應(yīng)用程序無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)交換格式，需要制定關(guān)、與應(yīng)用程序無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)交換格式，需要制定系統(tǒng)互操作規(guī)范系統(tǒng)互操作規(guī)范.問(wèn)題： api專用、不統(tǒng)一 軟件升級(jí)需重新編寫 廠商越多越復(fù)雜云南大學(xué)搭建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)問(wèn)題： 缺乏互操作標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)據(jù)冗余和一致性問(wèn)題香港城市大學(xué)引進(jìn)國(guó)外一流大學(xué)通用軟件問(wèn)題： 管理體制不同 原有資源浪費(fèi)北京某著名大學(xué)逐步改造舊系統(tǒng)問(wèn)題： 開發(fā)周期太長(zhǎng) 管理體制發(fā)生變化問(wèn)題： 行業(yè)壟

5、斷危機(jī) 抹煞學(xué)校管理個(gè)性化2003-9-128國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀n國(guó)內(nèi)：起步晚，發(fā)展快，側(cè)重信息集n國(guó)家教育管理信息系統(tǒng)的總體規(guī)劃 （1989）n國(guó)家教育管理系統(tǒng)軟件一體化解決方案的制定與實(shí)施 （19902003）n高等教育管理基本信息集（1994）n教育管理信息化標(biāo)準(zhǔn)（學(xué)校部分）（2002）n國(guó)外：成果較多、涉及面廣naicc-cmi,adlscorm、ims、ieee1484等nsif：學(xué)校互操作框架使不同的教育軟件方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，交換，更新 。2003-9-129二、二、emifemif概念概念n教育管理信息系統(tǒng)互操作規(guī)范為了使各類教育管理軟件(教育管理信息系統(tǒng))之

6、間能夠彼此交換和使用教育管理信息而制定的一套技術(shù)規(guī)范。nemif（ education management information system interoperability framework ）是指互操作的架構(gòu)方式。2003-9-1210emifemif的目標(biāo)的目標(biāo)n應(yīng)用軟件只要遵從emif規(guī)范就能夠彼此實(shí)現(xiàn)互操作nemif只規(guī)范應(yīng)用軟件的互操作行為，不限制應(yīng)用軟件的內(nèi)在功能n互操作過(guò)程不需要人為干預(yù)、自動(dòng)化操作n與操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)，與傳輸協(xié)議無(wú)關(guān)，與程序語(yǔ)言無(wú)關(guān)n典型解決兩類互操作問(wèn)題教育部門內(nèi)部的軟件互操作；教育部門之間的軟件互操作2003-9-1211emif規(guī)范的組成結(jié)構(gòu)nemi

7、f體系結(jié)構(gòu)規(guī)范nemif報(bào)文規(guī)范nemif數(shù)據(jù)規(guī)范對(duì)象與報(bào)文代理的功能研究zis的功能研究報(bào)文信息模型的確定報(bào)文傳遞與處理數(shù)據(jù)對(duì)象標(biāo)識(shí)問(wèn)題數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)問(wèn)題約束性問(wèn)題元素的重復(fù)性問(wèn)題取值類型的規(guī)定體系結(jié)構(gòu)層體系結(jié)構(gòu)層報(bào)文處理層報(bào)文處理層數(shù)據(jù)規(guī)范層數(shù)據(jù)規(guī)范層報(bào)文傳輸層報(bào)文傳輸層emif規(guī)范1.12003-9-12emif規(guī)范簡(jiǎn)介emif體系結(jié)構(gòu)12三、emif體系模型n emif區(qū)域中各教育管理軟件以代理作為接口，通過(guò)zis實(shí)現(xiàn)信息交換。應(yīng)用軟件1agentzis應(yīng)用軟件2agentemif體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單示意圖2003-9-1213emifemif：教育管理互操作框架：教育管理互操作框架emi

8、femif規(guī)范規(guī)范單區(qū)域結(jié)構(gòu)：學(xué)校應(yīng)用2003-9-1214多區(qū)域結(jié)構(gòu)教育局應(yīng)用zisziszis代理代理教委zis教委管理信息系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器代理代理代理代理應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器學(xué)學(xué)校校a a學(xué)學(xué)校校b b學(xué)學(xué)校校c c代理2003-9-1215數(shù)據(jù)交換模式 n請(qǐng)求-應(yīng)答模式對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)查詢操作n發(fā)布-預(yù)約模式對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)更新操作（添加、刪除、修改）2003-9-1216數(shù)據(jù)傳遞：請(qǐng)求與應(yīng)答模式圖書館管理系統(tǒng)教學(xué)管理系統(tǒng)學(xué)生管理系統(tǒng)zis代理1代理2代理3請(qǐng)求報(bào)文1請(qǐng)求報(bào)文2提供報(bào)文應(yīng)答報(bào)文1應(yīng)答報(bào)文22003-9-1217數(shù)據(jù)更新：發(fā)布與預(yù)約模式圖書館管理系統(tǒng)教學(xué)管理系

9、統(tǒng)學(xué)生管理系統(tǒng)zis代理1代理2代理3預(yù)約報(bào)文1預(yù)約報(bào)文2事件報(bào)文事件報(bào)文事件報(bào)文2003-9-1218zis的功能n注冊(cè)代理n存取控制n轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文n報(bào)文隊(duì)列服務(wù)n選擇性報(bào)文鎖定（selective message blocking）解決死鎖n建立安全通道2003-9-1219代理的功能n與zis通信n與應(yīng)用程序通信n將應(yīng)用程序提供的數(shù)據(jù)編譯成報(bào)文n將接收?qǐng)?bào)文解析為應(yīng)用程序可理解的數(shù)據(jù)2003-9-1220數(shù)據(jù)傳遞利用xmlemif https 協(xié)議xml報(bào)文數(shù)據(jù)對(duì)象由區(qū)域集成服務(wù)器zis中轉(zhuǎn)2003-9-1221傳遞的基本信息數(shù)據(jù)對(duì)象 -可由一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序管理的信息語(yǔ)義的模式.例如： 張婷

10、 20000901 2 2 2 2 01062207783 . 2003-9-1222傳遞信息的組織方式報(bào)文 ab34dc09 19990218 20:39:12 bnusis 報(bào)文頭根元素報(bào)文類型對(duì)象信息 張婷 3 數(shù)據(jù)對(duì)象2003-9-1223四、emif報(bào)文規(guī)范n報(bào)文模式n報(bào)文處理n報(bào)文傳輸2003-9-1224報(bào)文類型（11類）n通知報(bào)文：emif_ackn事件報(bào)文：emif_eventn提供報(bào)文：emif_providen注冊(cè)報(bào)文：emif_registern請(qǐng)求報(bào)文：emif_requestn應(yīng)答報(bào)文：emif_responsen預(yù)約報(bào)文：emif_subscriben系統(tǒng)控制報(bào)文

11、：emif_systemcontroln取消提供報(bào)文：emif_unproviden取消注冊(cè)報(bào)文：emif_unregistern取消預(yù)約報(bào)文：emif_unsubscribe2003-9-1225報(bào)文處理n報(bào)文循環(huán)n報(bào)文傳遞n報(bào)文安全n報(bào)文處理協(xié)議2003-9-1226報(bào)文傳輸nemif定義了報(bào)文傳輸層n報(bào)文傳輸層與報(bào)文處理層分離nemif報(bào)文傳輸層協(xié)議emif https安全通道報(bào)文處理層報(bào)文傳輸層報(bào)文處理層報(bào)文傳輸層代代理理zis數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2003-9-1227報(bào)文傳輸層協(xié)議emif httpsnemif https引用了http1.1rfc2616和tls1.0rfc2246nemif

12、https只采用http1.1的一個(gè)子集n只采用post方法n只采用200-ok響應(yīng)通知。n不支持connection:upgrade或upgrade:xxx頭信息nemif也支持使用其他類傳輸協(xié)議2003-9-1228emif https 報(bào)文post/mypath http/1.1content-length:467content-type:application/xml;charset=“utf-8”host:emif:8000 /emif_messagehttp請(qǐng)求頭xml報(bào)文2003-9-1229五、emif數(shù)據(jù)規(guī)范n定義數(shù)據(jù)對(duì)象的模式n可直接用于xml綁定n數(shù)據(jù)對(duì)象

13、分類n學(xué)校信息類n學(xué)生信息類n教職工信息類n科研信息類n體育衛(wèi)生信息類n辦公管理信息類n2003-9-1230n學(xué)生類數(shù)據(jù)對(duì)象n學(xué)生基本信息 學(xué)生簡(jiǎn)歷信息 學(xué)生來(lái)源信息n學(xué)籍異動(dòng)信息 結(jié)束學(xué)業(yè)信息 學(xué)生畢業(yè)信息n學(xué)生獎(jiǎng)勵(lì)信息 學(xué)生處分信息 學(xué)生注冊(cè)信息n入學(xué)考試信息 在?？荚囆畔?學(xué)生軍訓(xùn)信息nn教職工類數(shù)據(jù)對(duì)象n教職工基本信息 學(xué)歷學(xué)位信息 行政黨派職務(wù)信息n崗位證書信息 專業(yè)技術(shù)職務(wù)信息 政治面貌信息n任課信息 獎(jiǎng)勵(lì)信息 懲處信息 n簡(jiǎn)歷信息 來(lái)源信息 離退休信息n2003-9-1231元素屬性約束性最低峰值類型長(zhǎng)度說(shuō)明學(xué)生簡(jiǎn)歷信息refidm1i d ref引用該學(xué)生在“p學(xué)生基本信息”

14、中的refid學(xué)號(hào)o1i d ref引用該學(xué)生在“p學(xué)生基本信息”中的學(xué)號(hào)|-學(xué)生簡(jiǎn)歷mr10|-|-起始日期m1c8格式：ccyymmdd|-|-終止日期m1c8格式：ccyymmdd|-|-所在學(xué)校名稱m1c60|-|-擔(dān)任職務(wù)o1c20|-|-證明人m1c30|-|-備注o1t2003-9-1232n學(xué)生簡(jiǎn)歷的xml綁定nnn19930901n19990701n 第一小學(xué)n 王東nnn19990901n20020701n第一中學(xué)n張峰nn2003-9-1233六、emif關(guān)鍵技術(shù)的解決n死鎖問(wèn)題n傳輸中斷問(wèn)題n安全措施n數(shù)據(jù)查詢與獲得2003-9-1234死鎖問(wèn)題n死鎖：兩個(gè)或兩個(gè)以上進(jìn)

15、程都無(wú)限期地等待永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)的事件而發(fā)生的一種狀態(tài)。 nemif中的死鎖：代理收到報(bào)文a，處理a的前提是處理報(bào)文b，而b排在zis報(bào)文隊(duì)列的a后，必須等報(bào)文a處理完成后才能發(fā)送報(bào)文b 2003-9-1235解決辦法n1.改變zis中某代理的報(bào)文發(fā)送順序，讓需要先處理的報(bào)文先發(fā)送。選擇性報(bào)文鎖定機(jī)制；n2.在代理的本地也建立報(bào)文隊(duì)列，將不能處理的報(bào)文儲(chǔ)存起來(lái)，而zis仍然按順序釋放的報(bào)文。 代理當(dāng)?shù)仃?duì)列機(jī)制。2003-9-1236選擇性報(bào)文鎖定機(jī)制事件報(bào)文a zis代理報(bào)文隊(duì)列代理事件報(bào)文b請(qǐng)求報(bào)文c事件報(bào)文d事件報(bào)文a鎖定鎖定鎖定“暫?！眻?bào)文請(qǐng)求報(bào)文e2003-9-1237選擇性報(bào)文鎖定機(jī)制事

16、件報(bào)文a zis代理報(bào)文隊(duì)列代理事件報(bào)文b請(qǐng)求報(bào)文c事件報(bào)文d事件報(bào)文a鎖定鎖定鎖定請(qǐng)求報(bào)文c“收到”報(bào)文2003-9-1238選擇性報(bào)文鎖定機(jī)制事件報(bào)文a zis代理報(bào)文隊(duì)列代理事件報(bào)文b事件報(bào)文d事件報(bào)文a鎖定鎖定鎖定應(yīng)答報(bào)文f應(yīng)答報(bào)文f“收到”報(bào)文2003-9-1239選擇性報(bào)文鎖定機(jī)制事件報(bào)文a zis代理報(bào)文隊(duì)列代理事件報(bào)文b事件報(bào)文d事件報(bào)文a鎖定鎖定鎖定處理事件報(bào)文a“完畢”報(bào)文2003-9-1240選擇性報(bào)文鎖定機(jī)制 zis代理報(bào)文隊(duì)列代理事件報(bào)文b事件報(bào)文d事件報(bào)文a事件報(bào)文a2003-9-1241選擇性報(bào)文鎖定機(jī)制 zis代理報(bào)文隊(duì)列代理事件報(bào)文b事件報(bào)文d2003-9-1

17、242七、emif的實(shí)施全國(guó)網(wǎng)絡(luò)教育電子政務(wù)系統(tǒng)互操作用例分析網(wǎng)絡(luò)教育電子政務(wù)系統(tǒng)zisagent北師網(wǎng)絡(luò)學(xué)院misagentagentagent清華網(wǎng)絡(luò)學(xué)院mis學(xué)習(xí)中心mis其他教育機(jī)構(gòu)mis圖2 網(wǎng)絡(luò)教育電子政務(wù)系統(tǒng)互操作模型agent概念模型2003-9-1243用戶網(wǎng)絡(luò)教育質(zhì)量管理與監(jiān)控平臺(tái)部級(jí)用戶省廳用戶網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院學(xué)習(xí)中心其他教育機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者其他用戶網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院年檢系統(tǒng)學(xué)習(xí)中心認(rèn)證與管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教育電子政務(wù)安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教育辦學(xué)專業(yè)管理系統(tǒng)網(wǎng)上課程管理（認(rèn)證）系統(tǒng)電子公文與信息發(fā)布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教育大學(xué)生備案系統(tǒng)學(xué)習(xí)成績(jī)查詢系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教育電子政務(wù)系統(tǒng)代理代理中心服務(wù)器（zis）中心服務(wù)器

18、（zis）代理北師網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院mis代理學(xué)習(xí)中心mis代理其他教育機(jī)構(gòu)mis省廳級(jí)zis代理清華網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院mis報(bào)文（xml數(shù)據(jù)流）圖3 網(wǎng)絡(luò)教育電子政務(wù)系統(tǒng)互操作體系結(jié)構(gòu)圖概念模型例化2003-9-1244agent或zisagent或zis報(bào)文發(fā)送報(bào)文通知報(bào)文報(bào)文隊(duì)列服務(wù)訪問(wèn)控制列表圖6 zis的功能模型報(bào)文提供者數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)約者數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文制作通知報(bào)文注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)有效性驗(yàn)證身份驗(yàn)證報(bào)文分類注冊(cè)提供預(yù)約請(qǐng)求應(yīng)答事件報(bào)文處理zis的功能模型2003-9-1245zisserver身份驗(yàn)證有效性驗(yàn)證報(bào)文分類報(bào)文報(bào)文處理發(fā)送報(bào)文制作報(bào)文數(shù)據(jù)提取處理反饋數(shù)據(jù)導(dǎo)入指令提取數(shù)據(jù)報(bào)文數(shù)據(jù)導(dǎo)出圖5 agent功能模型代理的功能模型2003-9-1246遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)基本信息集遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)基本信息招生與入學(xué)子集平臺(tái)與資源建設(shè)子集學(xué)生與學(xué)習(xí)支持子集評(píng)價(jià)與考試子集機(jī)構(gòu)定位和管理子集遠(yuǎn)程教育