摘 要 为了实现教育管理系统互操作，教育管理系统要求符合教育管理系统互操作规范。该规范提出了教育管理互操作框架（EMIF），该框架内的任意系统均能实现数据交换与系统互操作。本文主要讨论教育管理系统互操作框架下区域集成服务器（ZIS）的设计与实现技术。
关键词 教育管理系统 互操作 EMIF 区域集成服务器
1 引言
随着Internet和Intranet的应用普及，基于校园网的全校管理模式已成为教育管理信息系统发展的主流。这种模式是以各部门管理系统为基础，通过部门管理系统之间的互操作，实现校内信息的共享与交流。由于缺乏统一的数据规范和接口，各个学校原有的管理软件之间难以实现互操作，系统之间的信息资源不能共享，同样的数据需要录入多次，同样的系统功能也需要重复开发，势必造成原有资源的浪费。“校校通”工程的实施，又要求各个学校之间，学校与教育管理部门之间能实现数据的交流与共享。
在国内教育软件行业，面对紧迫的互操作需求，教育部教育信息化技术标准委员会制定了《教育管理信息系统互操作规范》，又叫做EMIF (Education Management Information System Interoperability Framework) 规范。该规范提出了一个教育管理信息系统互操作框架（简称EMIF）的概念，通过对框架及其组件的描述，展现了一个由任意多个教育管理信息系统（简称EMIS）组成的开放型网络，任何符合规范的EMIS系统都可以成为EMIF框架的一部分，并与EMIF框架内的任意一个系统交换和使用彼此的信息，进行数据共享与系统互操作。
本文主要讨论EMIF框架组件中的区域集成服务器（Zone Integration Server，简称ZIS）的设计与实现技术。
2 EMIF框架
EMIF是一个分布式的联网系统，由一个或多个EMIF区域组成，每个区域都由一台区域集成服务器和多个应用程序及其代理（Agent）组成。ZIS和Agent叫做EMIF区域的组件。ZIS和Agent通过使用EMIF规定的报文进行数据交换与系统互操作。报文是规范的XML文档，包含数据和对数据进行操作的信息。
EMIF可以只有一个区域，也可以有多个区域。区域的大小是灵活的，可以小到一个单位、一所学校，大到几所学校，一个地区。
2.1 单区域结构
单区域结构EMIF通过一台区域集成服务器将一个或多个应用系统联结起来，各个系统都创建各自的代理程序作为与区域集成服务器的接口，实现各个应用系统之间的互操作（如图1所示）。这样就可以建立学校内部各个管理信息系统之间的信息共享与交流。
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2.2 多区域结构
EMIF可以有多个区域，各个区域的ZIS互联可以使不同区域间实现互操作（如图2所示）。这样就可以建立学校与学校之间，以及学校与教委之间的互联系统。
3 区域集成服务器ZIS
3.1 ZIS功能
ZIS是一个区域互操作的管理中心和信息交流中心，为所有注册的代理程序提供服务。ZIS的主要作用就是负责把报文送交给指定的组件，或根据需要向某个组件索要报文。这些组件可以是本区域的Agent，也可以是另一个区域的ZIS。代理程序之间并不直接通信，而是通过ZIS作为中介进行联系。同时ZIS还负责身份验证、加密保护、存取控制等安全管理。综合起来，ZIS应具备下列几个方面的功能：
区域集成服务管理功能：定义哪些代理有权与ZIS连接；定义系统可共享的数据对象；定义每个代理对各个数据对象的存取控制权限。
提供应用程序代理与ZIS的连接：为应用程序代理提供连接服务；对连接到ZIS的应用程序代理的每个请求进行身份验证。
报文处理功能：接收应用程序代理发送的报文，并对接收的报文按报文类型进行处理。
报文转发功能：ZIS对接收到的请求报文、事件报文和应答报文先存放在报文队列服务器中，将注册为“推”模式代理的报文自动转发给代理。
3.2 ZIS的软件体系结构
ZIS按其功能需求划分成为六个子系统：区域集成服务管理子系统，为管理员对ZIS进行管理提供服务；应用程序代理登录连接与验证服务子系统，为应用程序代理登录连接及身份验证提供服务；报文处理服务子系统，提供对应用程序代理发送的报文进行处理的服务；报文转发服务子系统，为“推”模式且未处于休眠状态的代理报文队列中报文的自动转发服务；报文队列服务子系统，提供对消息队列服务器中队列的管理、存取服务；数据访问子系统，实现对数据库的数据访问。
3.2.1 区域集成服务管理子系统
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图3 区域集成服务管理子系统类图 |
3.2.2 应用程序代理登录连接与验证服务子系统
本子系统设计成Web服务。包含类LoginService。与该子系统相关联的类有UserDataAccess、TokenDataAccess。这些及其关系如图4所示。
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图4 应用程序代理登录连接与验证服务子系统类图 |
3.2.3 报文处理服务子系统
本子系统设计成Web服务。包含下列类：MessageProcessService、ProcessRegisterWorkflow、ProcessUnregisterWorkflow、ProcessProvideWorkflow、ProcessUnprovideWorkflow、ProcessSubscribeWorkflow、ProcessUnscribeWorkflow、ProcessRequestWorkflow、ProcessResponseWorkflow、ProcessEventWorkflow、ProcessSystemControlWorkflow、ProcessPingWorkflow、ProcessSleepWorkflow、ProcessWakeupWorkflow、ProcessGetWorkflow。与该子系统相关的类有LoginService、AgentDataAccess、ProviderDataAccess、SubscriberDataAccess、ACLDataAccess、MSMQ。这些类及其关系如图5所示。
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3.2.4 报文转发服务子系统
本子系统设计成Windows服务。包含下列类：MessageTransmitServer、MessageTransmitService、MessageTransmitThread。与该子系统相关的类有AgentDataAccess。这些类及其关系如图6所示。
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3.2.5 报文队列服务子系统
本子系统设计成类库。包含类MSMQ。其类图如图7所示。
 图7 报文队列服务子系统类图 |
3.2.6 数据访问子系统
本子系统设计成类库。包含类UserDataAccess、DataObjectAccess、ACLDataAccess、AgentDataAccess、ProviderDataAccess、SubscriberDataAccess、TokenDataAccess、UserData、ACLData、DataObjectData、AgentData、PorviderData、SubscriberData、TokenData。这些
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