某高校数字化校园数据平台研究与设计开题报告

1.研究背景、意义、及现状分析

1.1 研究背景

随着高校的发展和高校间学术互动和交流越来越广泛，信息量在短时间内成倍递增，传统的资源管理办法和系统已经不能满足高校信息管理的要求。在这种情况下，数字校园作为信息管理的重要平台被引入高校。数字校园即校园信息化，是凭借发达的网络技术，在传统的信息交流平台上构建数字空间，提高资源共享度和信息管理水平，实现教育与交流的全面信息化。但由于某些高校尚未建立健全科学的数据管理系统，新老校区各种系统种类繁多，不同的部门之间协作性差，各自开发数据系统，加上相关人员组织管理不一，高校至今仍然缺少统一的数据平台。在这种情况下，高校出现了“信息孤岛”的状况，数据无法实现融合，用户进入校内同一系统也要经过多次登陆和核定身份，造成了极大的不便。此外，数据平台的安全性及保密性仍然欠缺技术上的保障，身份权限模糊，保障措施不足。在这种情况下，实现数据信息的有序管理及高效应用，尽快建立统一的数据平台就显得非常重要，成了高校资源共享的重要前提。

1.2 课题研究的意义

数字化校园建设是学校一项基础性、长期性和经常性的工作，是学校建设和人才培养的重要组成部分，其建设水平是学校整体办学水平、学校形象和地位的重要标志。当前信息技术飞速发展，对高等教育产生了巨大冲击，从教育环境、教育模式到教育理念、教育目标，都在这场冲击中发生着变革。根据自身发展的需要，顺应信技术的发展潮流，采用先进的信息技术来构建数字化校园，加快信息化建设的步伐是高校占领信息制高点的一个有力的举措，也为各个高校信息化建设提供了机遇和条件。

高校进行数字校园建设对于高等教育实现现代化，高校实现跨越式发展具有十分深远的历史意义，主要表现在以下几点：

数字化校园建设是高校适应信息时代发展的要求。要想将高校建设成为多科性、研究型、国际化的知名高校，校园数字化的水平是标志性工程。随着社会的发展和时代的进步，应用网络技术、信息技术、多媒体技术等建立起来的网络应用系统也越来越多，建立良好的数字化、网络化、信息化的大学校园，是建立现代化大学目标的必然要求，数字化校园的建设应该与时俱进，随技术以及教学管理等的发展而不断进步。

数字化校园建设是高校提高办学水平的需要。教育信息化是实现高校跨越式发展，推动高等教育大众化，建设学习型社会，构建终身教育体系的重要途径，同时为高校的发展提供了新的增长点。

从管理层面看，作为一所现代化的大学，管理水平的高低，是大学效率的重要体现。同时在数字化校园建设过程中通过技术手段将先进的教育观念和管理观念引入到学校中去，从而提高高校的决策水平、管理水平和学生的培养质量，提高整个学校的办学水平。

从技术层面看，数字化校园整体解决方案的实施、应用，能使校园网得到最大限度地高校、合理的应用，将高校内部的相对分散的网络系统，进行了统一整合，消除了高校信息化孤岛问题，有效地实现数据共享，消除对数据的重复管理、数据冗余以及数据不同步的问题s.keyi无形中规范学校的各项业务流程，提高工作效率，减少以往一些工作因手工操作所带来的随机性大，流程不易规范化的特点。

数字化校园是新的教育思想的支撑。近些年，新的教育教学思想不断涌现，其中较为活跃的就是大力发展终身教育体系。数字化校园建设最重建设目标是创建数字化的生活空间，创建虚拟大学空间，越来越多的学校能够通过互联网获得资源共享能力，可以打破学校的“围墙”，形成万网、万校的“数字大学”，形成了一个巨大的永不过时的巨型资源库。在拥有丰富资源的基础上，高校可以通过向社会开放和共享丰富的资源，来提高为社会服务的水平，逐步实现终身教育的目标。

建设数字化校园时高校承担社会责任的必然要求。高校作为向社会传播知识和文化的中心，肩负着为全社会培养高级技术与研究人才的重要使命。不断从社会实践中总结规律、发现知识，然后再通过教学成果和科研成果表现出来，是高校义不容辞的责任。高校的数字化建设将直接或间接影响整个社会的信息化水平，是一个社会信息化程度的重要标志，也是社会信息的源泉，更是知识传播的发动机。

1.3 国内外研究现状分析

由于数字校园数据平台在实现公共资源与资产公开透明、促进人员互动与交流、促进信息规范化管理上的突出作用，国内外众多高校及相关组织都对数字校园研究投入了大量的人力物力，得出可喜的研究成果。随着信息化时代的发展，数字化校园数据平台的建设越来越受到人们的重视，普及程度不断加深。现今美国大学校园的信息化水平最为领先，提出了SOA架构和LDAP技术等，图书馆网络、科研教学活动甚至师生们的生活都被纳入信息化体系中，教育高度信息化，形成完善的信息网络。而我国数字校园技术也不断提高，其中以清华大学的URP为代表，相当一部分高校已经消除“信息孤岛”现象，建立了完善且统一的数据平台，为师生学术互动及交流提供了便利，促进了资源利用率的提高。国内外在数据平台构建的这一领域上的研究成果相当丰富，现简单归纳如下：

在数据共享方式上，大多数国家已经摒弃了网状分布模式和集中模式这两种传统的数据共享方式，研究并提出基于分布式的数据共享方式，这是因为这一分布模式不仅保证了各业务系统之间的相对,维护和升级简易，还能够避免了与业务系统之间进行直接联系，符合高校项目建设的特点和需求。

在共享数据平台的架构上，国内外大部分专家学者都提出构建业务数据库层、数据仓库层、共享数据库层和数据服务层这一层次上自下而上分布的架构，以实现一系列数据库及相关应用工具的建设。

在数据来源和数据流程上，研究出从业务子系统抽取、转换、装载(ETL)和数据文件定期导入以及数据收集这三种数据来源方式，构成了整个共享数据平台的数据来源。

1.4 现有研究工作存在的问题或不足

（1） 信息共享程度低

该高校现有的计算机辅助工具都是一些孤立分散的系统，所使用的软件互不兼容，所产生的数据以不同的介质存储，格式也不一致，使得不同部门不同系统的信息和资源不能实现共享，无形中阻碍了信息的有效利用，降低信息共享度。

（2） 数据管理分散

新老校区部门各行其是，独自研发建立数据系统，缺乏统一的数据管理和调度，对资源监管不力，使数据管理变得分散，部分校区成了“信息孤岛”，用户无法登录和共享资源。

（3） 信息传递速度慢

该高校的信息传递方式仍然落后，很多资源仍然未能实现信息化，没有归到网络管理中，部分信息传递仍靠书面文件和报表的方式，速度慢，时间长，降低了信息的时效性，不能及时反映决策变化和学术成果的进步。

2.课题研究内容

     本文的主要目标是通过分析国内高校校园网建设后期的数字化校园全面提升中的实际需求和遇到的问题，根据我国高校教育教学管理的普遍特点，结合某校校区信息化建设设计了具有鲜明特色的数字化校园系统，通过信息门户平台实现各种应用系统的无缝接入和集成，提供一个支持信息访问、传递以及协作的集成化环境，实现高校个性化信息业务应用。具体研究内容包括：

（1）  高校数字校园的应用现状与存在的问题分析

信息技术的发展使得高校的数字校园建设取得了一定的成效，但随着信息共享与管理的要求不断提高，以及数字校园建设的不断深入，系统的应用问题逐渐暴露出来，具体有以下几方面的不足：一是高校在对数字校园的建设上重硬件而忽视对软件的投入和建设，使得软件建设相当薄弱，不利于数字校园的应用推广。二是缺乏统筹规划，不分阶段实施。高校没有从教育信息化的角度去统筹建设，导致重复投入等现象的出现。三是各种应用管理系统分散，信息门户不统一。信息的分散和割裂不仅成了“信息孤岛”现象存在的重要原因，还导致了多地点多系统登录，给用户和管理员带来了极大的不便。

四是欠缺对标准化的研究和应用。部分高校忽视基础数据平台、共享数据库的标准化，没有统一的数据平台，使得信息资源分散，共享程度大受影响。

（2） 高校数字校园应用需求分析

高校对数字校园的应用需求在于促进信息化管理、提高教育管理水平和数据整合度，实现资源共建共享，促进校内跨组跨部门的协调合作等等，具体归纳有以下几个方面：一是用户管理，包括身份认证、用户注册、校园一卡通等应用管理。二是数据管理，主要为数据备份。三是信息管理，包括信息分类、信息标准化和建立管理信息系统。四是信息服务，包括信息发布、决策支持等。五是网上办公。六是网上教学，包括网络教学资源共享、网络教学平台建设、数字图书馆、虚拟实验室。七是电子商务。

事实证明，数字校园的建设能大大促进高校各项工作的发展，更快更全面地建立多层次、创新型、开放式开放创新的教育环境，对提高办学质量和效益，对创新教学模式、促进科研水平、提升管理效率有重要的意义。高校数字校园的建设需要充分考虑这些方面的需求，满足其适用性。课题将结合其应用需求而对数字校园进行深度分析与研究。

（3） 数字化校园数据平台核心关键技术研究

实现高校数字化校园需要具备一定的网络技术、数据库技术和多媒体技术等。在数字校园的建设规划中，应包括以下五个方面：一是信息基础建设，如校园网络、卫星通信网络、有线电视网络和无线网络技术的建设和完善。二是网络基本服务系统建设，包括对目录服务、认证系统等新生应用服务系统的建设。三是信息资源库的完善，如数字图书馆、教学资源库和管理信息数据库等。四是应用支撑系统的建设，解决教学和管理过程中有关业务逻辑和信息服务方面的需求。五是信息服务系统建设。课题将针对这些方面进行分析研究，找出现今阻碍数字化校园数据平台建设的技术因素，促进数字校园统一数据平台的建设。

本文提出的数字化校园应用开发应基于J2EE平台，建立基于轻量级目录访问协议LDAP的访问控制模型及基于EJB组件的权限管理系统，在数据传输安全方面采用了SSL技术，在XML数据交换模型中使用中间件模式实现数据源的交换。

（6 ）数字化校园数据平台核心功能的实现

数字化校园涵盖校园生活的诸多方面，应进行统一规划、承前启后、分步实施。数字化校园从总体规划建设上分为三层结构：服务接入、校内管理层、基础设施曾。满足以Internet、移动计算机、移动电话以及校内师生员工在任意时间（Any Time）,任意地点（Any Where），任意方式(Any Type)的访问及应用（AAA应用）。本文描述了校园信息管理系统各项应用功能子系统及数据中心的实现方法。重点研究了数字化校园应用系统中的身份认证系统，具体设计了基于LDAP的统一身份认证平台，主要是再设计并实现统一身份认证的基础上扩展统一用户管理功能，提供一套完整的用户管理方案。通过完善的平台框架设计，实现对平台整体的可扩展性，提供规范的应用系统接入接口，同时可以对接入的应用系统实现有效的统一化管理。

3.课题需要解决的关键问题和拟采取的技术路线和必要支撑条件

3.1 需要解决的关键问题

经过调查研究，发现现今高校存在的应用系统均是针对各部门、各单位的具体工作来进行设计的，缺少统一的规划和全校一体化考虑，使得这些应用系统仍存在一些问题，这也是本文研究要需要解决的关键问题。如：多重身份和密码体系，师生使用方便性不够；无校内统一的信息标准，存在数据重复录入的现象，数据统计不一；业务数据无法有效共享和交换，各部门协作业务处理困难；重管理、轻服务，信息化建设层面狭窄；无法形成有效数据积累，给领导辅助决策分析造成障碍。解决了这些关键问题，才能真正解决“信息孤岛”这一核心问题，实现数字校园数据平台的构建。

3.2 拟采取的技术路线（实施方案及技术）

3.2.1 高校数字校园数据平台实施方案研究

基于信息技术、学术文化和知识型组织诸因素交织所构建起来的数字化校园，应遵循一些基本的建设与实施原则：首先，总体规划，分布实施，逐步推广。按照本院教学、科研和管理等各部门实际需要，有步骤、分阶段、科学合理地构建数字化校园。其次，内联外合，资源共享，优化配置。引进校外新技术与自主开发相结合，资源优化，合理利用资金。再次，改革创新，勇于探索，形成特色。在数字化校园建设下，通过继承、整合和创新，形成高校的自身教育特色。最后，重点突破，加大投入，形成优势。加大人力物力财力投入，形成示范性高校的优势。具体实施方案为：根据国内已实现或正在建设数字化校园的部分高校对数字化校园概念的理解，结合我校数字化校园建设的情况，将某高校数字化校园建设的总体技术目标定义为，在校园网络的基础设施层、基础服务层上，以应用支撑层为基础架构，以应用系统层关键业务系统为核心，所有应用在信息门户层中集中展现，以信息安全体系和运行维护体系为保障。数字化校园系统牌太总体架构包括统一信息门户平台，统一身份认证平台，数据中心平台。

3.2.2 高校数字校园数据平台的技术路线

本方案的开发以J2EE为标准，通过采用JAVA编程语言，有效实现Java语言作为基于Web的软件业的公共标准，构建具有“跨平台性”的操作系统。具体技术线路为：

一是面向组件技术，这是出于加强系统的伸缩性和减少各子系统依赖性的考虑。面向组件编程COP，组件需要符合容器订立的诸如初始化、配置等规范。通过定义组件之间的协调关系，本方案力求高效完成系统的构建，实现更为良好软件结构。

二是基于SOA的ESB服务集成。ESB是连接各种应用的骨干神经系统，也是SOA的核心组成部分。本方案通过对其整合以实现提高系统的效率和加快响应速度的目的。同时，采用消息或信息、转换模块、内部通道、Event、服务或接受封装等核心模块，并采用Bus系统管理模式。

三是统一身份认证。在本方案中，对于部署到同一应用服务器下的业务系统采用agent Policy实现SSO，使用户的访问请求都通过portal应用服务器，而应用服务器的返回结果能够以单击登陆服务器的方式发送到用户，从而实现有序管理；对于部署到不同的应用服务器下的业务系统采用加密传递登陆信息的方式实现SSO，最大限度保证数据传输的安全性。

4.课题预期达到的目标

    数字化校园建设的理想目标应该是利用 的综合布线技术来构建安全、稳定、可靠、便捷的网络硬件构架；利用数的计算机网络技术合理规划不同应用功能的计算机综合管理系统；并利用先进的校园网络管理软件、网络教学软件、办公自动化软件、网络服务终端，为高校员工在教学、办公、管理、服务四个方面提供不同层次需求的数据、信息和知识的一个覆盖全校管理部门、教学院系和科学研究机构的基于Internet/Intranet技术的大型综合、智能和安全的网络系统。即网络硬件接触设施和软件技术实现相结合，在校园网络构架上实现网上教学，网上管理，网上办公，网上服务。达到数据融合，消除“信息孤岛”，统一身份认证，做到一次登录，共享所有信息。

5.论文进度安排

2011年8月,，研究课题及研究背景的确定。确定研究题目；了解现有的研究成果。

2011年9月，资料收集，研究现状分析。查阅、收集国内外资料（包括专利文献），并分析、消化资料，形成文献分析报告。

2011年10月上旬，课题项目的可行性及需求分析。充分了解用户的业务及目标，对获取的所有信息进行整理，以区分业务需求及规范、功能需求、质量目标、解决方法和其他信息。通过这些分析，形成需求分析报告。

2011年10月下旬，系统总体设计。系统技术方案及体系结构的确定，系统功能模块设计，数据库设计

2011年11月，课题项目的概要设计及详细设计。对系统模块进行划分，明确模块的接口，确定模块采用的算法及数据接口，并为每一个模块设计出一组测试用例，最后形成详细设计报告。

2011年12月-2012年1月，系统的实现。

2012年2月，完成论文的撰写，准备参加答辩。

6. 课题交付成果

1)完成该高校数字化校园数据平台研究与设计论文撰写；

2)公开发表论文1篇。

7.参考文献

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指导教师签字：

年    月     日

专家组成员签字：               

                                                     年  月   日