黃衛(wèi)

摘 要：數(shù)據(jù)采集是信息系統(tǒng)的重要組成部分，隨著信息技術(shù)工具在各部門的廣泛普及，數(shù)據(jù)采集方式發(fā)生轉(zhuǎn)變。文章提出了基于Web服務(wù)建立可互操作分布式應(yīng)用程序的平臺(tái)，其具有獨(dú)立性、自發(fā)性、智能性，能很好地解決應(yīng)用系統(tǒng)集成和跨平臺(tái)問(wèn)題，簡(jiǎn)化了持續(xù)的數(shù)據(jù)采集工作，以較低成本采集不同部門的異構(gòu)數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)分析和決策創(chuàng)造條件。

關(guān)鍵詞：Web服務(wù)；XML；數(shù)據(jù)采集；信息系統(tǒng)

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各部門積累了豐富的數(shù)據(jù)，以提供相關(guān)信息，供決策過(guò)程所使用。這些數(shù)據(jù)存放于多個(gè)異構(gòu)的、自治、分布的信息系統(tǒng)中，各部門數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享和轉(zhuǎn)換，面臨著信息孤島問(wèn)題。數(shù)據(jù)研究機(jī)構(gòu)為方便同平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集，往往不愿付出高成本重組現(xiàn)有系統(tǒng)。于是，采集、組織和分析來(lái)自不同部門系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是成為管理信息系統(tǒng)（Management Information System，MIS）的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)目的之一。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，一是要關(guān)注數(shù)據(jù)的質(zhì)量、準(zhǔn)確性和異構(gòu)性，將采集后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一致的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，為數(shù)據(jù)挖掘創(chuàng)造條件；二是采取有效的措施，解決異種數(shù)據(jù)的操作和共享難題?；谝陨弦螅闹姓撌隽藨?yīng)用Web服務(wù)、管理代理（Agent）等技術(shù)，以較低成本采集不同部門的異構(gòu)數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)分析和決策創(chuàng)造條件。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 XML規(guī)范

可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（eXtensible Markup Language，XML）被設(shè)計(jì)用來(lái)傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，是一種數(shù)據(jù)交換的格式，是W3C制定的文本標(biāo)記語(yǔ)言規(guī)范，它利用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行傳輸。XML是Web服務(wù)的基礎(chǔ)，基于Web服務(wù)的協(xié)議規(guī)范都是XML來(lái)描述與表達(dá)的。其主要的優(yōu)點(diǎn)在于它既是平臺(tái)無(wú)關(guān)的，又是廠商無(wú)關(guān)的[1]。

1.2 Web服務(wù)

Web服務(wù)是一種松耦合的跨編程語(yǔ)言和跨操作系統(tǒng)平臺(tái)的遠(yuǎn)程調(diào)用技術(shù)。表面上看，Web服務(wù)是一個(gè)應(yīng)用程序可對(duì)外調(diào)用的應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API）。把調(diào)用這個(gè)Web服務(wù)的應(yīng)用程序稱為客戶端，而把提供這個(gè)Web服務(wù)的應(yīng)用程序稱為服務(wù)端。從更深層看，Web服務(wù)建立了可互操作分布式應(yīng)用程序的平臺(tái)。只要可以通過(guò)Web服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些服務(wù)進(jìn)行查詢和訪問(wèn)，獨(dú)立于不同的語(yǔ)言和平臺(tái)，能很好地解決應(yīng)用系統(tǒng)集成和跨平臺(tái)問(wèn)題[2-3]。

1.3 SOAP協(xié)議

簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議（Simple Object Access Protocol，SOAP）是指定如何通過(guò)HTTP交換XML文檔的協(xié)議規(guī)范，即SOAP協(xié)議= HTTP協(xié)議+ XML數(shù)據(jù)格式。它通過(guò)SOAP編碼規(guī)則可以與現(xiàn)有通信技術(shù)最大限度地兼容[2]。

1.4 UDDI與Agent

通用描述、發(fā)現(xiàn)與集成服務(wù)（Universal Description Discovery and Integration，UDDI）是分布式Web服務(wù)的信息注冊(cè)規(guī)范，用于通過(guò)使用Internet來(lái)描述服務(wù)，企業(yè)可以使用它對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行注冊(cè)和搜索。UDDI系統(tǒng)引入Agent后，Web服務(wù)查詢變得更智能化，減輕了管理信息系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，提高了運(yùn)行效率。當(dāng)搜索服務(wù)時(shí)，Agent以SOAP消息格式向UDDI系統(tǒng)提出查詢請(qǐng)求，并生成一個(gè)查詢的Agent，以此來(lái)接收Web服務(wù)需求的SOAP消息。

2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作機(jī)制

為解決異構(gòu)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)采集，提出以Web服務(wù)作為基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。教育系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)采集器如圖1所示，其中包括Web服務(wù)、代理（Agent）系統(tǒng)、UDDI系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)異構(gòu)的、分布式教育管理信息系統(tǒng)[4]。Web服務(wù)屏蔽異構(gòu)系統(tǒng)的差別，外部通過(guò)服務(wù)接口響應(yīng)的來(lái)自Agent的采集請(qǐng)求。UDDI是一種目錄服務(wù)，企業(yè)可以使用它對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行注冊(cè)和搜索。采集器的功能是各教育信息系統(tǒng)傳遞有用的采集數(shù)據(jù)，期間通過(guò)SOAP/HTTP來(lái)進(jìn)行Web服務(wù)調(diào)用，最后采集至主管部門信息系統(tǒng)[5]。

2.2 Web服務(wù)的數(shù)據(jù)采集接口

該系統(tǒng)使用Web服務(wù)作為編程接口（見(jiàn)圖2）來(lái)從異構(gòu)環(huán)境中采集數(shù)據(jù)。它提供了一個(gè)平臺(tái)，無(wú)論編程語(yǔ)言和操作系統(tǒng)如何，其中一個(gè)應(yīng)用程序可以與另一個(gè)應(yīng)用程序交換信息，支持不同網(wǎng)絡(luò)文件的互操作性，即松耦合。各層級(jí)不需重組現(xiàn)有系統(tǒng)，以XML文件進(jìn)行通信，定時(shí)的數(shù)據(jù)采集工作可以在任何級(jí)別上進(jìn)行。register（）方法用于登記不同層級(jí)部門網(wǎng)址；send（）方法用于發(fā)送XML文件注冊(cè)賬戶；get（）方法用于獲取數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)越性

一般來(lái)說(shuō)，由于聯(lián)機(jī)輸入數(shù)據(jù)量大、易出錯(cuò)，增加了聯(lián)機(jī)通信的成本。即使引入傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的采集方法，也是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程。此外，異構(gòu)系統(tǒng)也不利于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。基于Web服務(wù)交換異構(gòu)平臺(tái)數(shù)據(jù)速度快，成本低，不論平臺(tái)和編程語(yǔ)言是什么，不用重新配置操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，允許訪問(wèn)不同私有網(wǎng)絡(luò)中的文件，自由地用HTTP協(xié)議進(jìn)行通信。

3 數(shù)據(jù)采集方法

Web服務(wù)的工作模式是各層信息系統(tǒng)從DUUI系統(tǒng)查詢Web服務(wù)接口，然后按要求格式向Web服務(wù)發(fā)送請(qǐng)求，以傳遞相關(guān)數(shù)據(jù)[6]。以教育系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)采集為例，采集器運(yùn)行大致經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)過(guò)程（見(jiàn)圖3）。

教育主管部門首先數(shù)據(jù)采集格式設(shè)計(jì)，將采集請(qǐng)求以XML格式向?qū)W校的Web服務(wù)提出服務(wù)請(qǐng)求。各層級(jí)參照?qǐng)?zhí)行該步驟，依次為：主管部門→大學(xué)→院系→班級(jí)。各校通過(guò)Web服務(wù)接口響應(yīng)采集請(qǐng)求，并傳回所采集的數(shù)據(jù)。比如：各大學(xué)提前手動(dòng)采集大量數(shù)據(jù)，然后記錄在學(xué)校的管理信息系統(tǒng)（異構(gòu)系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)庫(kù)中。期間，Web服務(wù)主要負(fù)責(zé)將XML格式不同語(yǔ)義的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式。當(dāng)然，校區(qū)分散或具備軟硬件的學(xué)校，也可建立類似的采集器，更高效、低成本地采集不同部門的異構(gòu)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集過(guò)程中無(wú)法避免在同一地方可能采集大量表格，存在錯(cuò)誤的條目和費(fèi)時(shí)的糾錯(cuò)過(guò)程等問(wèn)題。所以要對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的整理，清除無(wú)用數(shù)據(jù)。事實(shí)上，任何層級(jí)都可完成數(shù)據(jù)采集工作，并把這些數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，為政策制定者所用。

4 結(jié)語(yǔ)

一個(gè)合格的學(xué)校管理信息采集平臺(tái)應(yīng)該具有通用性、可靠性、實(shí)時(shí)性、共享性、能為政策制定者所用，實(shí)踐表明該平臺(tái)具備這些特點(diǎn)。Web服務(wù)使用的標(biāo)準(zhǔn)，如XML，SOAP，WSDL，為普遍所接受的，應(yīng)用Web服務(wù)組件無(wú)需重新設(shè)計(jì)當(dāng)前的學(xué)校系統(tǒng)，不受特定的物理位置、編程語(yǔ)言、平臺(tái)、數(shù)據(jù)編碼方式的限制，數(shù)據(jù)可在不同部門、不同平臺(tái)之間共享，實(shí)現(xiàn)了低成本、開(kāi)放性與智能性的結(jié)合。

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