基于SOA和云计算的高校教务平台设计

赵悦，肖成龙，董静

（辽宁工程技术大学软件学院，辽宁葫芦岛125105)

基于SOA和云计算的高校教务平台设计

赵悦，肖成龙，董静

（辽宁工程技术大学软件学院，辽宁葫芦岛125105)

SOA即面向服务的架构是一个组件模型，它是将应用程序不同功能的组件（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。云计算是一种基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，它通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。在学习和研究SOA和云计算技术后，将它们引入到校园的数字化建设中，对教务管理系统进行分析研究，以便更好的整合现有的硬件设施，最大的实现资源共享，提高效率，节约维护信息的人力和财力。

SOA云计算；教务平台

随着信息技术的发展和广泛应用，为人类生活和社会工作提供了大量的服务和方便。目前，各国都积极利用计算机技术，把它与高校教学管理相结合，提高办学效率，解决早期校园建设中存在资源分散、利用率低、信息冗余、管理困难等情况。随着校园规模的扩大，人数和管理工作的增加，传统简单单一的系统已经不能满足学校的需求。云计算技术可以在不同软件、硬件资源之间提供集成管理。面向服务架构能够针对面向复杂结构和异构环境的情况，具有模块化、功能互操作性等特点，便于扩展。本文基于两种技术的融合，设计合理的教务平台，提高资源整合利用率，解决信息管理困难等问题。

1 相关技术

1.1 SOA技术

SOA即面向服务架构，它是一种基于服务、面向需求的架构，是为了网络环境中业务集成的需要，可以完成特定任务的独立功能实体连接起来的软件体系架构。在SOA中，将应用程序的不同单元称为服务，通过服务之间的定义良好的接口和契约进行通讯。SOA包括三个实体，分别是服务提供者、服务请求者、服务中心。服务中心为服务提供者提供注册服务，服务请求者向服务中心提出请求，服务中心对其授权。SOA的核心是服务，服务可以在各种这样的系统中以某种统一和通用的方式进行交互。而SOA又是一种分布式系统体系架构，它在业务层和技术层之间增加了一个服务层，而在服务层把应用程序通过一套协议或者规范从技术层调出去，再加以封装，最后就可以根据业务层的需求灵活组合[1]。这样，SOA就可以将应用组织成可重用的服务了。SOA有如下几个特点：自包含性与模块性、可发现和动态绑定、可操作性、松耦合性、具有可网络寻址的接口、服务位置的透明等特点[2]。

1.2 云计算技术

云计算是继大型计算机到客户端—服务器转变后的另一个巨变，正在以惊人的速度渗透到各个领域。云计算的解释有许多种，目前最广被人们接收的是美国国家标准与技术研究院定义：云是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作或与服务供应商进行很少的交互[3]。它是由分布式计算、效用计算、并行计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等多种传统的计算机和网络技术发展相结合的产物，具有多种技术的优点。例如云计算具有弹性的服务，方便日后的调整以及扩展；它还有自动化管理和配置的特点，可以提高软硬件利用率，降低成本。随着技术的发展，云计算技术将会获得进一步的完善。

云计算由以下几个层次的服务组成：基础设施即服务（In⁃frastructure as a Service,IaaS），即消费者通过互联网可以从完善的计算机基础设施获得服务。平台即服务（Platform as a Ser⁃vice,PaaS），即将软件研发的平台作为一种服务,以Sass的模式提交给用户。软件即服务（Software as a Service,SaaS），它是一种通过互联网提供软件的模式，用户向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动而无需购买软件。

2 基于SOA和云服务平台的教务平台系统架构

2.1 系统设计原则

基于SOA和云计算技术的教务平台系统主要是面向高校教师、学生以及教务管理者的一个开放的平台，有效的帮助学生获取信息，帮助教师和管理者高效快捷的进行学生管理和相关业务的处理，是实现校园办公自动化、信息系统管理的一个不可或缺的部分。为提高办学效率以及质量，以及系统的实用性应遵循以下设计原则：通用性和易用性、开放性和共享性、兼容性和可扩展性、安全性和可靠性。

2.2 基于SOA和云服务平台的教务平台系统架构模型设计

教务平台是高校教学管理的主要工具，主要涉及系统管理员、教务管理人员、教师、学生这四类用户。系统管理员的职能主要是进行日志管理、用户管理和基本信息管理等；教务管理人员的主要职能是进行基本信息管理、信息发布、账户管理、排课管理、学籍管理、成绩管理等；教师的主要职能是进行课程管理、成绩管理、个人账户管理等；学生可以进行个人账户管理、成绩查询、课程查询等。系统的主要功能结构如图1所示：

图1 教务平台系统功能结构图

基于SOA和云计算技术的教务平台系统是利用面向功能服务的理念，利用先进的信息处理技术、通讯技术，实现平台管理的科学化、数字化。根据SOA技术、云服务平台以及学校教务系统的实际情况，对教务平台系统做出如下设计，如图2所示:

图2 教务平台系统架构

该模型可分为如下几部分：

1)分为用户访问层：用户访问层是该模型的最高层，主要分为教务管理人员、系统管理员、教师、学生四类用户。

2)表示层：表示层主要提供用户界面，它将底层提供的单一应用服务、复合业务服务和整合数据服务通过统一的门户显示到用户前[4]。该模型的表示层主要分为用户界面接口和浏览器界面接口，支持移动端和PC端。用户可以通过用户名和密码进行登录，任何用户都可以通过浏览器来访问学校的公开信息以及公开的教学资源等。

3)应用云层，它是实现教务管理系统的核心逻辑业务功能的一层。主要包括以下四个模块：学生管理模块、教师管理模块、教务管理模块、系统设置模块。用户通过访问各个模块来实现所需的任务。这四个功能模块的耦合度较小，随着办学规模的阔大，业务量增多，便于灵活部署。

4)平台层，平台层运行于基础设施层之上，包括了开发、运行、管理的环境及平台层服务。提供中间件和开放的服务接口等，为应用层提供平台和接口。

5)基础设施层，基础设施层为中间层提供所需的计算或存储资源等，建立各种虚拟资源池，实现资源快速部署和按需分配。基础设施层包括各种服务器、存储器等硬件设施，还包括一些操作系统等软件资源。

3 结论

SOA具有明确的标准化接口，并且接口的定义中立，这就意味着当整个应用程序的每个服务的内部结构发生改变，它也能够存在，具有高度的集成能力[5]。随着技术和理论的成熟，基于SOA和云计算相结合来建设高校的信息系统逐渐从理论走向实践。本文结合SOA和云计算技术针对高校教务平台进行基本设计，系统地阐述了该平台每层框架及功能，对以后高校教务平台的搭建及实现具有一定的参考意义。

[1]赵彦.融合云计算和SOA的藏文数字图书馆应用研究[D].西北民族大学,2015.

[2]卢清.基于SOA的云计算数字化校园模型研究[D].东北石油大学,2012.

[3]百度百科——云计算[DB/OL].http://baike.baidu.com/view/ 1316082.htm.

[4]郭文越.基于SOA的数据共享与交换平台[J].计算机工程, 2010,36(19):280-282.

[5]张海燕,张文德,卫西宁.基于SOA与云计算融合的高校信息系统整合研究[J].中国教育信息化,2013(21):47-50.

TP311

A

1009-3044(2017)19-0102-02

2017-05-15

国家自然科学青年基金项目，自动识别自定义指令提高高层次综合效率的研究(NO.61404069)

赵悦(1992—），女，辽宁抚顺人，硕士，主要研究方向为网络安全；肖成龙，男，副教授、硕士生导师，研究方向软硬件协同设计、高层次综合、可扩展处理器。