基于XML/WEB Services/SOA的远程教育资源建设与共享研究

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摘 要: 随着现代远程教育的发展, 资源信息量日益巨大,表现形式日益丰富,教育资源的共享和整合成了迫切需要解决的问题。利用XML、Web Service以及SOA技术探寻现代远程教育的资源共享的新道路。

关键词: 现代远程教育 SOAWeb Services XML

中图分类号: G64 文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-156-02

1 绪论

在信息技术的推动下,现代教育正在进行一场巨大的变革,要求教育不局限在校园内,教育应该面向各种年龄的人群,应该满足不同职业人群的个性化学习需要,现代远程教育应运而生。随着现代远程教育站点日益增多,信息量日益增大,表现形式日益丰富,远程教育资源重复建设、分散孤立、定位不准、缺乏交互等弊端日益显现。因此,要解决远程教育资源建设与共享问题,必须开发高智能的远程教育信息系统。基于Internet的xml/web services/soa技术架构给现代远程教育的资源建设与共享研究提供了新思路。

2 XML/WEB Services/SOA技术架构

2.1 XML

XML(eXtensible Markup Language)是W3C 组织于1998年2月的标准。XML是一种通用数据格式标记语言, 使用者可按需创建新的标记,给基于WEB的应用软件赋予了强大的功能,给开发者和用户带来了很多好处:(1)可扩展性。XML让使用者创建和使用他们自己的标记, 而不是HTML的有限词汇表,各行各业的人都可以针对自己的需要定义文件格式, 并且以XML文件作为数据交换的标准格式;(2) 灵活性。XML提供了一种结构化的数据表示方式, 使得用户界面分离与数据结构化。XML定义的数据允许指定不同的显示方式, 使数据表现更合理;(3)自描述性。XML文档中的数据可以被任何能够对XML数据进行解析的应用提取、分析、处理、并以所需格式显示。XML表示数据的方式真正做到了独立于应用系统, 并且这些数据能重用;(4) 不同来源数据的集成。XML能使不同来源的数据很容易地结合在一起,发送到客户或其他服务器集合、处理和分发;(5) 搜索更有意义更准确。数据可以被XML 唯一标识, 从而使搜索变得更方便、更有意义;(6)本地计算和处理。XML 格式的数据被发送给用户后, 用户可用应用软件解析数据并对数据进行编辑和处理, 处理数据不必回到服务器端就能进行。

XML是一个开放标准,容易使用,支持国际化,与平台、工具、数据库、协议、编程无关, 是一种优秀的数据表示格式, 在远程教育中有明显的优势,可以实现不同平台,不同系统上网络资源的交互。

2.2 Web Services

Web Services 应是一种基于组件的软件平台,是面向服务的Internet应用。Web服务所使用的XML可以用与平台无关的方式来描述任何数据,跨系统交换数据,建立了一个松散耦合的系统。只要遵守Web Service的接口即可进行服务的请求与调用,具有完全的平台和语言独立性。Web services是以XML为主的、开放的web规范技术,使用了一系列标准和协议来实现相关功能。

Web services体系架构如图1所示:

图1 Web Services 体系结构

Web Services的核心技术包括XML ,WSDL ,SOAP 和UDDI。WSDL用来描述服务, WSDL是一个通用的描述Web服务的XML框架,WSDL文件中的描述信息包括:数据类型定义、服务所支持的操作、输入/输出信息格式、网络地址以及协议绑定等。UDDI用来和查找服务,UDDI标准定义了Web服务的与发现的方法,它提供了一种基于分布式的商业注册中心的方法,该商业注册中心维护组织和组织提供的Web服务的全部目录,其中的信息描述格式是基于通用的XML格式。SOAP用来执行服务调用,在Web 服务架构中,模块之间及模块内部以XML格式传递消息, 使得分布应用可以动态地集成,高效应用。关系如图2:

图2 Web services技术规范

2.3 SOA

SOA是为了解决在Internet环境下业务集成的需要,通过连接能完成特定任务的独立功能实现的一种软件系统架构。主要内容有:(1)所有功能都被定义为服务,包括较高层次的业务功能,交互功能和系统服务功能;(2)所有服务是相互独立的,外部构件根本不用知道,只要能取得所需要的结果就足够了;(3)接口是可调用的,无论服务位于本地还是在远端都不影响调用,服务内部是如何实现的也不用关心;(4)在安全方面,验证请求,在需要时加密和解密数据,确认信息的有效性;(5)在部署方面为了优化性能,允许网络中的服务位置动态变化。

3 构建远程教育共享平台

一个优秀的远程教育资源共享支持平台应该要提供以下支撑服务功能:(1)在信息管理方面,建立元数据管理平台,提供统一数据口径、统一编码体系、统一维护基础信息、统一数据库的技术架构;(2)制定统一的开发标准和开发方法,搭建统一技术平台,统一门户、统一对外信息交换平台、统一安全管理机制;(3)通过组织结构管理、工作流机制、权限管理等提供相关应用的协同;(4)为远程教育应用系统的灵活性、扩展性、可复用性提供技术基础。

为了实现上述目标,基于SOA架构的以XML为基础的Web Services平台无疑是教育资源共享平台建设的理想选择。

3.1 XML在远程教育中的应用

3.1.1 在教育资源描述方面的应用

网络教育中资源种类众多,格式各不相同,有很强的分布性,造成资源结构水平低下, 为资源的检索和利用带来不便。利用XML结构化数据表示方法, 可以为各种信息资源提供一种统一的数据描述机制。一个组织很容易根据应用需要定义一组XML标记, 将资源结构化表示, 并可以在组织内部将XML标准化, 实现局部资源描述的标准化。只要为整个基于网络的远程教育制订统一资源描述标准, 就能实现大范围的资源共享。

XML的数据描述和数据表现相分离的特点, 使得利用XML构造个性化的远程教育资源描述变得简单。使用可以通过XSL定义转换模板, 将XML文档转换为带样式信息的可浏览文档。可以根据客户的具体要求转换为HTML文档、SVG文档PDF文档等。当客户浏览XML文档时, 相关的DTD文件随着文档一起下载到客户端, 客户浏览器就知道通过XSL处理器处理相应的XSL样式表文件, 客户浏览器就能够以正确的格式显示信息。

3.1.2 在教育资源管理中的应用

基于XML的远程教育资源管理系统可以有效地对远程教育资源进行管理, 包括存储、查找、修改、删除、更新、交互等。经过包装的XML教学资源可以作为独立单元进行传输和交换, 可以在不同的平台被执行、被重用。用XML对各种资源进行分类信息的描述,利用XML的特性和资源的元数据来开发智能化、综合化的Web 应用和远程教育资源共享支持系统。

3.2 结合Web Services 构建教育资源共享支持系统

目前高校普遍存在开办分校、二级学院等分布式结构特征,各校院系拥有自己的教学资源和环境,进行自主维护和管理。为了实现教育资源整合,我提出了一套基于Web Services 技术的“自底而上、先内后外”的教育资源整合解决方案,即首先集成学校内部分散的教育资源,封装校内原有教育业务逻辑,建立校内认同web service 注册中心,利用系统集成这些web service ,实现校内教育资源共享,再建立校际远程教育Web Service 注册中心,集成校际Web Service,实现校际教育资源远程共享,最终综合开发远程教育资源共享系统。

如图3所示,构建这样一个Web services平台,通过XML封装现有校内各种教育信息资源,形成标准的信息系统接口定义方式;通过WSDL提供统一的访问接口,通过UDDI实现资源的与共享,通过SOAP实现在广域网、异构网络环境中信息与服务的交互。

系统采用面向服务的分层结构整合教育资源,自上而下分别是数据库层、XML 统一描述层、web service 统一访问层、web Service 注册层、应用逻辑层和设备访问层。

图3 结合Web Services构建的教育资源共享平台

3.3 基于SOA架构的数据整合平台

SOA是新型的软件体系结构,可以实现在校园Web 上分发并集成应用程序逻辑, 解决了Web 数据集中、冗余、无法共享的缺陷,屏蔽了后台技术的复杂性。该体系结构提出了服务提供方、服务方、服务请求方三个角色, 通过、搜索、绑定三种基本操作完成了Web 应用程序的实时整合,实现了Web 集中计算模式向分布式计算模式的转变, 并克服了原有分布式对象模型的紧密耦合的缺点。SOA在传统的校园业务层和技术层之间增加了一个服务层,这个服务层可以通过一套协议把应用程序从底层调出来,加以封装,再根据应用需求灵活组合,像配餐服务一样推送给用户。有了这种不依附于任何平台的服务层在业务层和技术层之间沟通、组合,信息系统就变成了“松耦合结构”,改动调整非常方便。

4 小结

基于XML/WEB Services/SOA的技术支撑平台,保证在一个异构的环境中实现信息稳定,可靠传输,为用户提供一个标准的信息通道 ,极大地提高学校远程教育资源的可移植性,可扩充性和可靠性。

这种面向服务、松散耦合的体系结构,使所有开发平台都遵从一个标准,所有应用都可通过Internet使用和集成Web Services,减少了部署和集成费用。不同教育实体所拥有的远程教育资源经过新技术XML的描述和包装, 在基于Web Services的远程教育资源共享支持系统所提供的服务基础上, 可以进行大规模的数据交换和服务调用, 真正实现远程教育资源共享, 避免低水平重复建设, 提高效率, 降低费用。

(基金项目:2009年度湖南文理学院芙蓉学院教改立项课题,“本科院校独立学院利用校园网加强大学生心理健康模式研究”(Fjg-0914))

参考文献:

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