Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用與案例分析課程教學(xué)改革

唐劍鋒　黃杰　高珍

摘要：本文針對(duì)大型主機(jī)教育面臨的知識(shí)體系復(fù)雜、入門(mén)難、資料相對(duì)少等難點(diǎn)，闡述了開(kāi)放系統(tǒng)和大型主機(jī)兩個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和技能的難度特點(diǎn)，分析了Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用與案例分析課程的教學(xué)重點(diǎn)、特點(diǎn)和難點(diǎn)，提出對(duì)主講教師的授課能力和科研能力要求，對(duì)學(xué)生參與課程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，與業(yè)內(nèi)專家面對(duì)面交流，積極爭(zhēng)取到IBM等大公司實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)等等觀點(diǎn)，探索了一條學(xué)生易于接受、樂(lè)于接受的開(kāi)放系統(tǒng)和大型主機(jī)技術(shù)的教學(xué)道路。

關(guān)鍵詞：Web技術(shù)；大型主機(jī)；案例分析；教學(xué)改革；開(kāi)放系統(tǒng)

0 引言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的大型企業(yè)進(jìn)駐中國(guó)。大型企業(yè)信息化中海量數(shù)據(jù)的處理離不開(kāi)大型主機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用。目前大型主機(jī)在全世界1000強(qiáng)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，過(guò)去的十多年中由于信息技術(shù)界曾向開(kāi)放平臺(tái)傾斜，造成了主機(jī)人才的斷層，大量企業(yè)面臨大型機(jī)人才老齡化問(wèn)題。目前，市場(chǎng)上缺少的是具有多年工作經(jīng)驗(yàn)、掌握豐富理論實(shí)踐基礎(chǔ)的高端人才，更缺乏的是對(duì)大型機(jī)技術(shù)具有廣泛了解，善于動(dòng)手操作的年輕工程師。

始于7年多前的“教育部IBM大學(xué)教育合作項(xiàng)目計(jì)劃”，為大型主機(jī)技術(shù)引進(jìn)高校提供了“良機(jī)”，也打破了歷史上曾經(jīng)高不可攀的大型主機(jī)技術(shù)的圍墻。同濟(jì)大學(xué)的主機(jī)教育中心具有華東地區(qū)獨(dú)有的、完備的、良好的大型機(jī)教學(xué)環(huán)境，并能夠通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)，與華東地區(qū)多所高校共享此實(shí)驗(yàn)環(huán)境，這有利于主機(jī)課程的示范和推廣，以及各高校培育大型機(jī)應(yīng)用人才。

目前，純主機(jī)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)已經(jīng)積累了多年的經(jīng)驗(yàn)，人才隊(duì)伍也接近完善。但是，能跨越開(kāi)放系統(tǒng)（如Windows，Linux，UNIX系統(tǒng)）和大型主機(jī)兩個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)具有兩個(gè)領(lǐng)域知識(shí)和技能的人才還不是特別多。Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用與案例分析課程恰恰是綜合了開(kāi)放系統(tǒng)和大型主機(jī)系統(tǒng)兩個(gè)領(lǐng)域，無(wú)論對(duì)教師和學(xué)生都有較高的要求。

對(duì)于大多數(shù)工科領(lǐng)域的專業(yè)，教學(xué)都應(yīng)當(dāng)從解決“What（做些什么）”、“How（如何做）”和“Why（為什么這樣做）”三個(gè)問(wèn)題入手。目前，絕大多數(shù)大型機(jī)方面的技術(shù)書(shū)籍（包括IBM數(shù)以百計(jì)的紅皮書(shū)以及培訓(xùn)教材），都是圍繞“What”而來(lái)的，多帶有“字典”或者“參考資料”性質(zhì)，很難進(jìn)行主機(jī)技術(shù)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，對(duì)于初學(xué)者尤其難于著手。

同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院自從2005年開(kāi)設(shè)大型機(jī)課程以來(lái)，已經(jīng)建設(shè)了多門(mén)精品課程，這些理論課程自成體系，包括2011年教育部-IBM精品課程“大型主機(jī)應(yīng)用上的開(kāi)放系統(tǒng)和中間件”、2009年教育部-IBM精品課程“大型主機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)指導(dǎo)與實(shí)踐”、2008年教育部-IBM精品課程“大型主機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)概述”、2006年教育部-IBM精品課程“大型主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)”、2006年教育部一IBM精品課程“銀行主機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用案例”等。教師注重在知識(shí)體系和架構(gòu)上由淺入深地介紹主機(jī)知識(shí)以及應(yīng)用，在“What”的基礎(chǔ)上更加著重解決“Why”的問(wèn)題，這些都成為開(kāi)發(fā)Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用與案例分析課程的基礎(chǔ)。

1 Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用與案例分析課程簡(jiǎn)介

當(dāng)今時(shí)代IT技術(shù)一個(gè)最突出的發(fā)展方向就是Web技術(shù)的普及化，幾乎任何一項(xiàng)技術(shù)服務(wù)的實(shí)施都離不開(kāi)Web技術(shù)的支持。而大型主機(jī)技術(shù)作為一種最古老的IT技術(shù)，由于產(chǎn)生的年代較早，那個(gè)時(shí)代并沒(méi)有Web技術(shù)，所以大型主機(jī)技術(shù)主要集中在其強(qiáng)大的交易處理功能以及海量的數(shù)據(jù)處理能力，而這其中CICS（客戶信息控制系統(tǒng)）是運(yùn)行在大型主機(jī)之上的實(shí)現(xiàn)這種功能的主機(jī)中間件產(chǎn)品之一。

由于互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)給傳統(tǒng)的IT技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)前所未有的革命，隨之而來(lái)的就是大量的Web開(kāi)發(fā)平臺(tái)、Web技術(shù)架構(gòu)的出現(xiàn)。顯然原有相對(duì)“封閉”的主機(jī)技術(shù)面對(duì)現(xiàn)代Web技術(shù)的沖擊必然要做出“隨需應(yīng)變”的改革，特別是CICS技術(shù)對(duì)于Web技術(shù)的支持顯得尤為重要。在較早的CICS 1.3版本中已經(jīng)加入了諸如對(duì)HTTP、IIOP、ECI等網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的支持，并提供了一套完整的Web服務(wù)接口用于實(shí)現(xiàn)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求和響應(yīng)的處理。隨后的CICS 2.3版本完善了原有的Web接口功能，推出了CICSWeb Interface，并且為了支持開(kāi)放平臺(tái)的應(yīng)用程序與CICS的通訊互聯(lián)使用了CICS TransactionGateway這一中間互聯(lián)網(wǎng)關(guān)。同時(shí)為了更好地對(duì)J2EE架構(gòu)進(jìn)行支持，提出了Java ConnectorArchitecture架構(gòu)。隨著Web 2.0技術(shù)的出現(xiàn)，在CICS 3.1版本中還加入了對(duì)Web Service的支持，對(duì)Web Service的支持意味著CICS可以同其他異構(gòu)平臺(tái)進(jìn)行更好的跨平臺(tái)訪問(wèn)和互操作，同時(shí)可以作為SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）的一個(gè)組件同其他平臺(tái)上的應(yīng)用進(jìn)行集成。

本課程根據(jù)現(xiàn)有的主機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在Web環(huán)境下存在的一些問(wèn)題提出了一些解決方案的構(gòu)想，并以主機(jī)中間件系統(tǒng)CICS為平臺(tái)，選取了CICS Web Support，CICS Transaction Gateway，CICS Web Services以及CICS Service Flow技術(shù)作為解決方案中CICS Web技術(shù)應(yīng)用的代表，深入分析了CICS如何處理Web請(qǐng)求，如何通過(guò)HTTP、TCP方式訪問(wèn)CICS中的應(yīng)用；討論了Web應(yīng)用（J2EE應(yīng)用）如何與CICS進(jìn)行交互；如何實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)應(yīng)用的集成；以及應(yīng)用面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的思想，通過(guò)業(yè)務(wù)流建模方式，將已有的主機(jī)應(yīng)用發(fā)布成Web服務(wù)，這樣就可以通過(guò)Web服務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)的集成。同時(shí)本項(xiàng)目對(duì)每種技術(shù)給出了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法和案例，從實(shí)際出發(fā)驗(yàn)證了Web技術(shù)在主機(jī)應(yīng)用中的可行性。

本課程結(jié)合現(xiàn)有主機(jī)應(yīng)用中存在的問(wèn)題，以CICS為研究平臺(tái)，利用CICS提供的Web功能，提出了如下解決方案與實(shí)現(xiàn)案例。

1）以IP直連的方式對(duì)CICS應(yīng)用的訪問(wèn)，不需要做任何的SNA與TCP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。用戶可以通過(guò)瀏覽器以HTTP的方式調(diào)用CICS的應(yīng)用，或者通過(guò)TCP方式以發(fā)送數(shù)據(jù)包的方式同CICS進(jìn)行通訊。endprint

2）通過(guò)建立一個(gè)中間的橋接適配器，使得基于Web架構(gòu)的應(yīng)用（J2EE應(yīng)用）對(duì)CICS應(yīng)用進(jìn)行CTG調(diào)用而不需要對(duì)已有的CICS應(yīng)用進(jìn)行任何的改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)應(yīng)用之間的互操作。

3）將CICS應(yīng)用作為Web服務(wù)進(jìn)行發(fā)布，提供給外部調(diào)用者一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的接口，通過(guò)調(diào)用Web服務(wù)對(duì)CICS應(yīng)用進(jìn)行訪問(wèn)，同時(shí)CICS應(yīng)用也可以以Web服務(wù)的方式去調(diào)用其他應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)應(yīng)用的集成。

4）從業(yè)務(wù)邏輯的角度出發(fā)，利用業(yè)務(wù)流建模的方式將已有的CICS應(yīng)用發(fā)布成Web服務(wù)，服務(wù)請(qǐng)求者可以將此服務(wù)作為一個(gè)組件集成到新的應(yīng)用中。

2 Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用與案例分析教學(xué)思路和教學(xué)方法探索

大型主機(jī)教育存在著知識(shí)體系復(fù)雜、入門(mén)難、資料相對(duì)少等難題，綜合學(xué)習(xí)開(kāi)放系統(tǒng)和大型主機(jī)兩個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和技能更是難上加難。Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用與案例分析課程正是這樣的典型課程。為此，探索一條學(xué)生易于接受、樂(lè)于接受的教學(xué)道路就顯得至關(guān)重要。在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，主講教師在所屬學(xué)院的大力支持下，也逐步摸索出了一套行之有效的教學(xué)思路和教學(xué)方法。

2.1 對(duì)主講教師的授課能力和科研能力進(jìn)行嚴(yán)格要求

建設(shè)一支高素質(zhì)、高水平、具備創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力、穩(wěn)定成熟的教師隊(duì)伍，是培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型、國(guó)際化的主機(jī)技術(shù)人才的基礎(chǔ)，同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院對(duì)重點(diǎn)培養(yǎng)的教師擬定培養(yǎng)規(guī)劃，制定政策，給機(jī)會(huì)、定崗位、投經(jīng)費(fèi)，以調(diào)動(dòng)教師執(zhí)教的積極性。主講教師除了講授Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用與案例分析核心課程外，還講授大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)，面向?qū)ο蟾呒?jí)程序設(shè)計(jì)，J2EE架構(gòu)與程序設(shè)計(jì)，XML與Web Service等主干課程。這些主干課程群都是上述核心課程的先修課程，而教師具備這些知識(shí)和能力是至關(guān)重要的。其中2008年7—11月以及2010年11—12月，主講教師作為骨干研修教師中的一員，分別赴IBM SVL（IBM硅谷實(shí)驗(yàn)室）和IBM CDL（IBM中國(guó)開(kāi)發(fā)中心）進(jìn)行為期5個(gè)月和2個(gè)月的崗位進(jìn)修和科學(xué)研究活動(dòng)，這對(duì)教師全面掌握開(kāi)放系統(tǒng)和主機(jī)系統(tǒng)的諸多知識(shí)和最新技術(shù)起到了關(guān)鍵性的作用。2.2

發(fā)表與課程相關(guān)的高水平學(xué)術(shù)論文

2008年至今，主講教師已經(jīng)在知名國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表與該課程相關(guān)的EI檢索論文6篇..6篇論文均用英文撰寫(xiě)，分別從應(yīng)用CICS Web Support實(shí)現(xiàn)以IP直連訪問(wèn)主機(jī)應(yīng)用，應(yīng)用CTG實(shí)現(xiàn)J2EE應(yīng)用與CICS的互連，應(yīng)用CICS Web Service實(shí)現(xiàn)CICS程序的Web服務(wù)封裝和應(yīng)用服務(wù)流建模，基于3270的CICS應(yīng)用發(fā)布成Web服務(wù)等4個(gè)角度探討了Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2.3 在國(guó)內(nèi)知名出版社出版配套的課程教材

2012年4月，主講教師在清華大學(xué)出版社出版了大型主機(jī)教材《Web技術(shù)在主機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用與案例分析》，該書(shū)總計(jì)20多萬(wàn)字，歷經(jīng)三年完成，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大型主機(jī)應(yīng)用的開(kāi)放系統(tǒng)和中間件研究領(lǐng)域的空白，受到國(guó)內(nèi)同行的廣泛贊譽(yù)。這是主講教師獨(dú)立開(kāi)發(fā)的本門(mén)課程的配套教材。

2.4 與業(yè)內(nèi)專家面對(duì)面交流

IBM公司每年都開(kāi)展很多校園技術(shù)巡講，以及諸如藍(lán)色加油站之類的活動(dòng)，讓學(xué)生與IBM專家有更多面對(duì)面交流的機(jī)會(huì)。IBM SVL每年也都會(huì)派一批開(kāi)放系統(tǒng)和主機(jī)領(lǐng)域的專家學(xué)者來(lái)中國(guó)做演講，講解最新版本主機(jī)系統(tǒng)的新功能和新技術(shù)的趨勢(shì)。演講的形式主要是IBM在全國(guó)各地舉辦的各種類型的技術(shù)研討會(huì)，以及每年由同濟(jì)大學(xué)承辦的大中華區(qū)主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶年會(huì)（CDUG），至今已經(jīng)舉辦了7年。同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院的歷屆學(xué)生都會(huì)踴躍參加，并與到會(huì)專家進(jìn)行了深入溝通。

2.5 鼓勵(lì)學(xué)生參與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)

本課程的考核不是簡(jiǎn)單的以一份試卷來(lái)評(píng)判學(xué)生，因?yàn)閱斡稍嚲硗鶡o(wú)法全面地考查學(xué)生掌握知識(shí)和技能的情況，所以主講教師安排了大量的課堂練習(xí)，更重要的是要求學(xué)生在期末完成一個(gè)中等規(guī)模的開(kāi)放系統(tǒng)和主機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合的項(xiàng)目。學(xué)生可以自由組合，人數(shù)一般在4～6人，一位組長(zhǎng)，其他人員是組員。人員之間分工明確，由組長(zhǎng)領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)組員完成期末項(xiàng)目，并上講臺(tái)進(jìn)行項(xiàng)目展示和答辯。其中部分優(yōu)秀學(xué)生還參加了IBM主機(jī)競(jìng)賽項(xiàng)目（至2014年為止做了7個(gè)年度），在主講教師的指導(dǎo)下，利用寒暑假時(shí)間，開(kāi)發(fā)出了多個(gè)優(yōu)秀系統(tǒng)并屢獲大獎(jiǎng)。這些項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)提高學(xué)生開(kāi)放系統(tǒng)和主機(jī)系統(tǒng)基本概念理解和運(yùn)用能力起到了極大的作用。

2.6 加大學(xué)生到IBM等大公司的對(duì)口實(shí)習(xí)的力度

由于主機(jī)技術(shù)主要是IBM公司在主推，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)完成相關(guān)課程后，將主要尋求IBM公司的實(shí)習(xí)崗位，這些實(shí)習(xí)崗位將有助于學(xué)生完善和提升其在校學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能。學(xué)生通過(guò)參與IBM公司內(nèi)部更為真實(shí)的科研項(xiàng)目，對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能有一個(gè)展示和提升的舞臺(tái)，更重要的是將來(lái)有可能在國(guó)際大公司謀到一個(gè)真正的崗位，為一生的事業(yè)奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

采用理論加動(dòng)手實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)方法，多與業(yè)內(nèi)專家面對(duì)面交流，積極爭(zhēng)取機(jī)會(huì)到IBM等大公司實(shí)習(xí)等，是學(xué)好開(kāi)放系統(tǒng)和大型主機(jī)技術(shù)的必由之路。

在下一階段的課程教學(xué)改革中，主講教師計(jì)劃繼續(xù)與IBM CDL或IBM CSTL（IBM中國(guó)系統(tǒng)與科技研發(fā)中心）進(jìn)一步合作，全面接觸業(yè)界最新的技術(shù)和解決方案，繼續(xù)申報(bào)與本門(mén)課程相關(guān)的教育部IBM精品課程，并將所學(xué)知識(shí)和技能原原本本地傳授給所有學(xué)生。同時(shí)，進(jìn)一步調(diào)整本門(mén)課程的教學(xué)大綱，更新知識(shí)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)方案，使得課程日臻完善。

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