智慧校园总体框架设计和技术路线

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  • 2023-09-12

智慧校园总体架构:

(1)IT设施和云数据中心:IT基础设施建设包括综合操作系统、数据库管理系统、应用服务器、备份务器等构成的智慧校园应用系统的数据汇聚、运行支撑环境。

(2)基础支撑平台:包括统一身份认证平台、综合服务门户平台、统一消息平台、内容管理平台、统一支付平台、地理信息服务、移动平台等,以上平台对上层应用提供身份识别、内容汇聚、消息传递、内容管理、移动应用等提供支撑。

(3)数据管理平台:数据管理平台包括数据共享中心、数据交换平台、数据监控系统、元数据管理等,数据交换平台可以完成大量数据的ETL过程,给综合数据查询统计和分析提供可靠的数据来源,数据监控系统可以实时监控数据交换的状态,实现数据交换的可视化管理。

(4)统一开发运行平台:综合应用和综合服务系统需要一个稳定可靠、安全的运行平台来支撑,同时业务流程和管理的变革无处不在,需要有一个灵活、快速适应业务变化的开发平台来保证应用按需定制。系统开发运行平台包括报表工具、工作流引擎等。业务流和数据流提供一个通用的通道,通过标准的Web API接口,应用系统可以提供服务接口和数据交互接口。

(5)综合应用:综合管理主要围绕学校的教学、学生管理、办公及人力资源管理,建设基于统一平台的综合应用系统,并通过数据平台和门户平台,和现有管理系统完成信息的集成和流程的整合。

(6)学生综合管理:学校学生管理事务由于管理的学生数量多,加上业务要求变化快,往往在管理上需要协调多个部门来完成一项事务,比如德育、迎新、离校、奖学金等事务,所以系统的各项管理功能需要从学校整体角度来考虑,不能简单的以部门或者以学生类别的方式进行独立管理,否则学校一方面建设系统得不到应有的效果,而且会重复建设某一系统。 

(7)教学综合管理:教学管理给学校教务部门、教学院系、教师、学生及相关职能部门提供统一的网上工作平台,涵盖教学管理各方面,为学生教学相关管理部门提供实时、方便的各项管理服务;通过基于网络的管理,促进教学管理部门工作效率和管理水平的提高,同时为学校领导及相关部门用户提供及时、科学的决策分析工具,提高学校教学与管理质量。主要覆盖课程管理、教师信息管理、学籍管理、教学计划管理、排课管理、考务管理、成绩管理、实践管理、教学质量评估管理、教材管理等。

(8)教师综合管理:专注于师资队伍的建设,覆盖人才选、用、育、留的全过程,提供一体化的管理以及面向教师的一站式服务平台。主要覆盖人事信息管理、合同管理、师德管理、培训管理、考勤管理、职称管理、考核管理、科研管理、科研上报等。

智慧校园总体框架设计和技术路线(图1)

(9)协同应用:协同应用服务主要围绕的4大核心业务内容——即教学、科研、德育、教师综合考核,主体内容定位在“协作服务”和“过程支持”上,通过人际协作过程的信息化,为提升学校教学质量与科研、考核能力服务。

(10)综合分析:学校各个业务系统的建设将学校业务的发展和推动起到积极、有效的作用。但教务、学工、人事等各类业务系统的建设都只是围绕各个业务部门或单元的业务,学校尚未建立覆盖学校整体情况的综合查询,校领导及各级管理人员无从了解学校整体校情,业务系统更无从谈及为学校决策提供依据。

综合分析即是利用数据抽取工具和数据挖掘工具等数据仓库技术手段,梳理校情数据、积累信息资源、规范信息管理、加强教学的质量监控,促进学校各部门协调运作,提高学校管理水平。

(11)综合服务:通过校园综合服务门户体现面向师生、领导、合作学校、校友等服务对象提供一站式、个性化、全面的信息化综合服务。系统所有提供的功能和应用通过综合服务的形式对外发布,服务内容面向服务对象进行设计,在学校综合服务门户平台上进行展现。

服务主要以教学、科研、德育 、教师考核、管理、公共服务、校园文化生活、社会服务和决策支持等方面提供有效的智慧服务,服务的类型主要包括以下七种:

(1)教学服务:为教学资源管理、教学活动、课程建设、专业建设提供的数字化服务;   

(2)科研服务:提供科研和教研活动提供的数字化服务;

(3)德育服务:提供学生基础考核,德育分析服务,多维度的对学生考核,发展学生德智体美劳。

(4)教师考核服务:提供教师多种维度考核,实现老师职称评价,多维度为学校服务,为学生服务。

(5)管理服务:提供各类管理过程的数字化服务,包括学生管理、教职工管理、财务管理、教务管理、资产管理、后勤管理、校务办公管理等;

(6)文化生活服务:提供支持校园文化生活的服务,如校园社区交流、后勤智慧化服务等;

(7)社会服务:提供面向社会提供的数字服务,主要包含校企共享信息服务、远程培训服务等;

(8)决策支持服务:为校领导和学校发展提供决策支持的服务。

智慧校园支撑环境体系:

(1)智慧校园安全体系:建立校园信息化综合安全服务体系,从物理、网络、系统、信息和管理等方面保证整体安全,是保障校园信息化系统安全可靠运行的支撑体系。

(2)智慧校园信息标准体系:为各个系统定义统一的标准,包括信息标准、编码标准、管理规范、实施规范、维护规范等,提供日常运维服务,是保障校园信息化系统规范、可靠运行的支撑体系。

(3)智慧校园运维管理体系:包括系统监控、系统管理、项目管理、维护服务等,是保障校园信息化系统安全可靠运行的重要支撑体系。

智慧校园技术路线:

(1)采用基于SOA的体系结构:先知科技系统开发采用SOA的架构来进行设计和开发,SOA是当前先进的软件设计架构,采用基于服务的设计理念,遵循SOA相关标准与规范(服务组件架构 SCA、服务数据对象 SDO),来解决异构系统间的集成,建立学校的WebService服务库和服务管理平台(SMP),为教师、学生、行政办公人员提供个性化的服务,可以提高系统的可维护性和软件代码的重用性,降低学校对IT资源的投资。

本系统采用前端后端独立分离技术:

(1)前端使用具有良好的兼容性,和稳定性的Vue来开发。组件式开发模式是的维护效率高,界面优良的美化性好的框架。是一个轻量级的MVVM(Model-View-ViewModel),其实就是所谓的数据的双向绑定;数据驱动和组件化的前端开发;通过简单的API就能实现响应式的数据绑定和组合的视图组件指令。

(2)服务器端采用流行的.Net Core开源框架,.NET Core是微软提供的一款开源的开发框架,★支持跨平台可以在Windows、Linux和macOS等系统上开发和部署,★实现多平台应用。并且可以在硬件设备、云服务、嵌入式\物联网方案中进行使用。.NET Core具有以下特性:跨平台:可以在Windows、Linux、macOS操作系统上面运行。跨体系结构保持一致:在多个体系结构(包括 x64、x86 和 ARM)上以相同的行为运行代码。灵活的部署方式:可以包含在应用或已安装的并行用户或计算机范围中。可搭配 Docker 容器使用。Portable applications(便携式应用),这种部署机制和传统的.NET Framework相似,只要目标平台上存在.NET Core Runtime即可。Self-contained application(自宿主应用):顾名思义,这种部署机制将应用和运行时共同打包,即便目标平台上没有安装.NET Core Runtime也能正常使用。命令行工具(CLI):包括可用于本地开发和持续集成方案中的易于使用的命令行工具。兼容性:.NET Core 通过 .NET Standard与 .NET Framework、Xamarin 和 Mono 兼容。开源:.NET Core开放源代码,使用 MIT 和 Apache 2 许可证,由 Microsoft 依据 .NET Core 支持提供支持。

(3)系统数据库层采用原生sql封装的orm框架,具有和EF相似的功能。原生sql是一个在性能、可维护性、可扩展性方面都非常优秀的数据层框架,相对于EF来说,原生sql更容易掌握,更容易进行sql优化,提供系统效率。两者开发效率差不多,但原生sql更容易维护。原生sql能进行一些细粒度的优化。

(4)数据库采用sqlserver存储,所有数据库的设计,都采用SQL SERVER进行,并且采用面向对象的设计方法,首先进行对象实体的设计,最后将对象持久化到数据库中,这样能够将整个系统的设计和数据库设计有机的结合起来。

(5)统一的数据存储:系统采用统一的数据库平台——Oracle数据库,能够实时的沉淀各业务过程中产生的业务数据,保证面向学生、行政管理人员、领导所能查询到的数据时实时、精确、唯一的。特别是每年都需要进行各种信息统计、报表等,对数据的准确度以及实时性有较高的要求,而系统很好的解决了数据传递的实时性。

(6)面向对象的组件技术采用面向对象组件化设计,基于跨平台业界标准,完全独立于硬件和操作系统的开发环境。在设计和开发上需提供多种组件服务:公用组件和应用组件。基础服务提供独立于业务的公用组件,如工作流引擎、服务引擎、消息引擎、菜单管理引擎、电子表单、格式转换、个性化订制等;基于对业务功能的抽象,建立可重复使用的应用程序“业务对象”(应用组件),利用这些组件,构建分布式应用系统。另一方面,组件的可重用性和可插拔性,可以大大加快软件开发的速度,降低了软件开发和再开发的成本,提供了系统良好的可伸缩性,使系统轻易地组合与拆分其功能模块。

智慧校园总体框架设计和技术路线(图2)

(7)应用程序的开发和运行结构:系统开发及运行结构基于后台数据库的三层架构,即Web服务器、应用服务器和数据库服务器:Web层负责对应用的展示,应用层封装业务逻辑,数据库服务层提供联机事务处理。在三层架构基础上,采用MVC(Model-View-Controller)加上服务容器的体系架构,支持各层之间的松耦合,从而做到服务到业务流程可配置和可重构。将其它应用包装(Wrap)为服务,有效、无缝地接入到服务容器,实现与其它应用程序集成。

采用基于VS的集成可视化开发环境,集分析、设计、构造(开发/编译/测试/打包)、部署、测试等于一体,从需求分析、设计到代码自动生成,均在统一的开发环境中完成,实现了开发过程的自动化、规范化、标准化,保证了从需求到实现的一致性和可追踪性。

(8)系统集成接口:通过开放的体系架构模式,能够为第三方软件提供相关接口、开发规范、源代码,并为学校提供综合服务门户平台、统一身份认证平台、数据交换平台等二次开发的接口规范、相关技术文档等。

(9)跨平台支持:平台及应用采用B/S分布式软件架构,所使用操作系统、数据库系统、应用服务器中间件系统,均为当前IT行业内主流软件系统产品,开发技术采用面向组件技术等,可以最大限度的优化系统内部结构,可以使系统内部在结构依赖性上降至最低,同时可以部署于Windows、Unix、Linux等高安全性操作系统。系统均支持IPV6\IPV4双栈式网络互联,可以在IPV4和IPV6网络环境中稳定运行。

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