(1.揚州大學 信息工程學院 計算機科學與技術系，江蘇 揚州 225009;2.江蘇技術師范學院網(wǎng)絡管理中心，江蘇 常州 213001)

摘要:該文通過分析當前科研管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀和需求，提出了一種基于B/ S和SOA的科研管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)方法，并分析了系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術。

關鍵詞:SOA;Web Services;科研管理

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)28-7858-02

隨著社會信息化的飛速發(fā)展，數(shù)字校園的內容不斷充實，很多科研機構如高校的科研中心都建有自己的科研管理系統(tǒng)，各個機構的情況不同，開發(fā)的科研管理系統(tǒng)所采用的的工作環(huán)境、體系結構、編程語言、開發(fā)方法等各不相同，這些系統(tǒng)大都自成體系，沒有很好地融入到整個網(wǎng)絡化信息系統(tǒng)環(huán)境中，沒有能夠為用戶提供網(wǎng)絡環(huán)境下的綜合性集成辦公的科研管理系統(tǒng)，沒有整體規(guī)劃和統(tǒng)一信息管理標準，浪費了大量的人力、物力和財力，“信息孤島”現(xiàn)象越來越明顯。為了解決“信息孤島”現(xiàn)象，一定要采用一種技術來對分散獨立的應用系統(tǒng)進行整合。

SOA技術的出現(xiàn)，能夠讓上述問題迎刃而解，它可以有效地整合與集成校園內現(xiàn)有的各種應用系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶的統(tǒng)一認證、資源的統(tǒng)一管理和權限的統(tǒng)一控制，從而實現(xiàn)對校園的現(xiàn)代化科學管理。

1 系統(tǒng)設計需求分析

對于一個高校的科研管理機構，科研管理是它們業(yè)務工作中一項核心內容，包括科研機構、科研人員、科研成果、科研項目、科研經費、學術活動、報表統(tǒng)計、系統(tǒng)維護、系統(tǒng)幫助管理等多項信息管理功能?？蒲泄芾砭C合水平的高低反映了該單位的整體實力，也一定程度上展示著其對外形象。不管科研單位涉及學科門類多或少、科研項目成果所涉及的科學領域廣或窄，采用計算機信息化管理是最科學和最有效的方法，既可以提高效率和工作質量，同時也便于內外部之間進行信息交流，實現(xiàn)資源共享。

1.1 系統(tǒng)設計原則

1) 實用性:科研管理系統(tǒng)的開發(fā)應將系統(tǒng)的實用性放在首要位置，在科研管理系統(tǒng)的設計中，應將滿足科研機構的科技管理模式、運行機制放在首位。系統(tǒng)設計采用原型法開發(fā)方法。系統(tǒng)設計應最大限度地發(fā)揮計算機的高速處理、存儲能力。在應用設計中，以方便用戶使用為標準，做到統(tǒng)一編碼規(guī)則、統(tǒng)一界面風格，界面全漢字化，提高聯(lián)網(wǎng)互動功能。

2) 先進性:在硬件選型和軟件設汁方案上，都應在保證滿足現(xiàn)有業(yè)務需求的基礎上，保持系統(tǒng)具有一定的先進性，以使系統(tǒng)盡量增長其生命周期。設計的系統(tǒng)要有優(yōu)越的性能價格比，硬件選型既要體現(xiàn)當前最新技術，又要方便系統(tǒng)的變更、擴充，系統(tǒng)的應用既要適應計算機技術發(fā)展的新潮流，又要考慮到系統(tǒng)維護的方便性。

3) 可靠性:可靠性是指系統(tǒng)使用的軟、硬件可靠性程度，使系統(tǒng)在運行中不發(fā)生或極少發(fā)生故障，在偶然事故及操作失誤時，系統(tǒng)應具有較強自我恢復能力，而不應造成信息丟失和破壞。

4) 安全性:科研管理系統(tǒng)保存著科研機構和其他相關單位重要的科研信息，因此對系統(tǒng)的安全性要求非常高，一方面要保證數(shù)據(jù)的一致性，另一方面又要在非常情況下保證數(shù)據(jù)的丟失減少到最低限度。因此，科研管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心應充分利用數(shù)據(jù)庫的維護工具，便于數(shù)據(jù)備份、恢復。

5) 保密性:科研管理系統(tǒng)含有科研機構、人員、科研經費、統(tǒng)計、成果、項目等重要信息，這些信息不但應滿足數(shù)據(jù)共享，同時還應提高系統(tǒng)的保密性。系統(tǒng)的保密性設計將充分利用數(shù)據(jù)庫封鎖機制、授權管理機制、應用軟件帳號進入及軟件分離等措施，以保證系統(tǒng)不發(fā)生泄密。

6) 整體性:科研管理系統(tǒng)是一個相對獨立的系統(tǒng)。系統(tǒng)開發(fā)必須按照科學的開發(fā)原則，在需求分析的基礎上，完成整個系統(tǒng)的總體設計。使科研機構科研數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一，充分發(fā)揮整個系統(tǒng)的總體效益。

7) 規(guī)范性:數(shù)據(jù)的處理和描述要符合標準，具有通用性，數(shù)據(jù)的設計和定義要和相關標準相一致，同時還要考慮與相關科研機構的其它系統(tǒng)相配合，能夠向其它系統(tǒng)提供一個信息交換的接口，實現(xiàn)無冗余的統(tǒng)一信息管理。

1.2 系統(tǒng)功能目標

1) 建立一個能夠覆蓋科研機構的主要科研業(yè)務管理的計算機綜合管理系統(tǒng)。基于網(wǎng)絡收集各種與業(yè)務有關的信息，采用計算機網(wǎng)絡技術簡化人工管理流程，實現(xiàn)信息的一次錄入、多方共享及信息的綜合加工，滿足系統(tǒng)管理員、科研秘書、基本教師的三級權限管理層次對各類信息的錄入、修改、統(tǒng)計及查詢功能需求。

2) 系統(tǒng)應及時為科研機構提供各類信息公告，新聞動態(tài)，可以輔助管理人員制定科研計劃。

3) 按照相關信息標準，建立科研數(shù)據(jù)信息的標準化編碼體系。使其統(tǒng)一規(guī)范，便于實現(xiàn)科研中心與內外部的信息交換。

4) 適應科研機構科研管理的實際需要，按科研機構主要業(yè)務功能劃分功能模塊，使系統(tǒng)具有良好的擴充性、可維護性及可調整性。

5) 科研管理系統(tǒng)在完成基于B/S的系統(tǒng)設計功能后，通過對外延系統(tǒng)及二次開發(fā)的需求分析，提供對科研系統(tǒng)操作的Web服務接口模塊，并在科研管理系統(tǒng)網(wǎng)站的幫助部分詳細說明。

另外，提供完整的文檔資料，以便對外提供用戶驗證、教師科研成果和在研項目情況查詢和調用。

2 技術線路與關鍵技術

2.1 Microsoft .NET 和Sql Server[ ]

微軟的windows平臺提供強大的多圖形界面和多媒體功能，其中免費集成捆綁像Windows Media技術(WMT)等一系列服務，是目前我國高校使用的主流操作系統(tǒng)平臺。.NET是微軟推出的第三代網(wǎng)絡開發(fā)平臺，在平臺上推出新的.NET Framework，通過一致的common Language Runtime執(zhí)行應用程序。.NET平臺激發(fā)了新的程序開發(fā)方式，在代碼重復、系統(tǒng)維護等方面都極大地減輕了程序員的工作;.NET以XML和SOAP為基礎的資料交換與傳遞訊息的機制，結合Web Services技術可以提供跨平臺的信息服務;.NET內部集成了對Sql Server的訪問接口，并通過ADO.NET提優(yōu)化的Sql Server數(shù)據(jù)庫的訪問類:system.data.sqlclient，程序員很容易實現(xiàn)對Sql Server數(shù)據(jù)庫的操作。因此，從實用性和開發(fā)的簡易性考慮，選擇微軟Windows和.NET為科研管理系統(tǒng)的技術線路。

2.2SOA相關技術

面向服務的軟件架構(Service Oriented Architecture，SOA)是一個組件模型。面向服務的體系結構將應用程序中的不同功能單元稱為服務，并通過對這些服務之間定義良好的接口而將其聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進行定義的，也就是說它應該獨立于實現(xiàn)服務的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構建在各種各樣的系統(tǒng)中的服務可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進行交互。

SOA[2]作為一個技術架構，決定了不應依賴于某個特定的技術和平臺環(huán)境來實現(xiàn)。就現(xiàn)在而言Web Service是最適合、最廣泛實現(xiàn)SOA的一些技術的集合，事實上最近SOA的實用在很大程度上歸功于Web Service標準的成熟和應用的普及為廣泛的實現(xiàn)SOA架構提供了基礎。

基于SOA中Web Services實現(xiàn)的科研管理平臺與傳統(tǒng)Web資源網(wǎng)站相比具有以下一些優(yōu)勢:首先，Web Services 具有的靈活的互操作性。通過Soap(Simple Object Access Protocol)協(xié)議，任何Web Services 都可以與其它Web Services進行交互。Soap是一個被業(yè)內廣泛支持的新標準協(xié)議，它避免了各種不同平臺間協(xié)議轉換的麻煩，因此Web Services開發(fā)者無需更改原有的開發(fā)環(huán)境，就可生產和使用Web Services。其次，Web Services的通訊基礎是HTTP與XML，易于理解，且在當前互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下普遍適用，因此，具有很強的易用性和普及潛力。再者，Web Services具有較好的行業(yè)支持。目前Web Services 已經得到包括Sun、IBM、微軟等多數(shù)大公司的行業(yè)基本支持。在微軟 .NET平臺上，開發(fā)人員很容易構建Web Services系統(tǒng)，部署Web服務，并可以在實現(xiàn)其它平臺的互訪問。

在Web Service[3]資源服務體系中，用戶(應用程序)以三種角色形式存在:服務提供者、服務使用者、注冊中心，三者之間通過Web服務描述語言(Web Services Description Language，WSDL)和統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成機制(Universal Description，Discovery，and Integration，UDDI)發(fā)布管理和使用資源。能提供跨平臺的、基于代理的資源服務。使用這種模式的科研管理服務模型如圖1所示。

3 基于B/S和SOA的科研管理系統(tǒng)的設計

科研管理系統(tǒng)采用三層B/S為主要的實現(xiàn)方式進行具體實現(xiàn)，以因特網(wǎng)為基礎，實現(xiàn)對科研機構、科研人員、科研成果、科研項目、科研經費、學術活動、報表統(tǒng)計、系統(tǒng)維護、系統(tǒng)幫助等多項信息處理及其統(tǒng)計報表的網(wǎng)絡化信息管理。

系統(tǒng)訪問與管理結構模型如圖2所示。

普通的用戶通過用戶界面，經過用戶角色管理模塊調用數(shù)據(jù)庫中的用戶信息進行身份認證，進入系統(tǒng)平臺。然后根據(jù)自己的權限進行相關應用服務操作，并對數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)進行訪問和修改。

另外，系統(tǒng)還提供一定的Web服務。為保證資源信息與資源實體的同步和資源訪問安全，所有資源的管理和訪問都是通過Web Services的資源訪問代理進行。用戶和應用程序通過用戶認證后查找獲得已經公布的Web服務并返回訪問許可與XML資源描述流，了解這些服務對應的資源屬性描述，然后調用相應的服務。公布的Web服務是根據(jù)一定的客戶需求，結合系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)資源創(chuàng)建而成。如科研工作量的統(tǒng)計，科研工作量是一個量化指標，全校都是統(tǒng)一的標準，但是各個教學單位的科研獎勵是可以根據(jù)自身的情況而定的，這樣各學院科研秘書只要調用實現(xiàn)科研工作量統(tǒng)計的Web服務，就可以查到本學院所有教師的科研工作量，從而進行二次開發(fā)，算出科研獎勵情況。

.NET平臺是目前開發(fā)和部署Web Services的最理想平臺，在.NET平臺中Web Services的創(chuàng)建和引用都非常容易實現(xiàn)。.NET中，Web Service接口的編寫與普通類中函數(shù)方法的編寫實現(xiàn)方法相似，只需要在函數(shù)方法的頭部加上“[WebMethod]”標記，便可把該方法標記成一個Web Service接口，接口可以發(fā)布到外部Web中，其它應用程序能夠直接調用這個被暴露的接口。

4 結束語

該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要適用于B/S、SOA混合模式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，設計中從整體考慮，將存儲過程應用到數(shù)據(jù)庫設計中，加大了后臺的功能和效率，增加了Web服務和數(shù)據(jù)庫異構數(shù)據(jù)庫訪問功能，設計了用來實現(xiàn)SOA的架構，構建了基于SOA的開發(fā)模型，最后基于這個開發(fā)模型，進行系統(tǒng)的具體實現(xiàn);具有更高的數(shù)據(jù)一致性、可操作性和安全性。結合前臺開發(fā)工具和平臺，可以實現(xiàn)強大的功能設計和系統(tǒng)實現(xiàn);結合本校實際已經開發(fā)一個實用的高?？蒲泄芾硐到y(tǒng)并被立項。

參考文獻:

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