董曉輝　楊　勇

摘 要：本文結合西北師范大學校園“一卡通”項目及筆者在工作中的疑惑，探討了校園“一卡通”數(shù)據庫的主流設計模式，伴隨著數(shù)據同步的疑問，提出了一種可行的、滿足“一卡通”平臺和各部門子系統(tǒng)數(shù)據庫需求的數(shù)據庫集成機制，對校園“一卡通”系統(tǒng)和數(shù)字化校園建設具有一定的參考價值。

關鍵詞：一卡通 分布式異構數(shù)據庫 XML 數(shù)據同步

中圖分類號：TP311.13文獻標識碼：A 文章編號：1673-8454（2009）05-0027-02

一、概述

校園“一卡通”系統(tǒng)是以非接觸式射頻ＩＣ卡作為身份認證、信息存儲、儲值消費和信息傳遞介質，以計算機數(shù)據庫技術和網絡通信技術為支撐，將計算機網絡的數(shù)字化理念注入到校園管理，一定程度上把校園內的各個獨立的管理子系統(tǒng)有機地銜接起來，采用一張校園卡代替校內使用的學生證、教師證、借書證、飯卡等各種證件，加強校內的資源共享，減少重復建設和數(shù)據冗余，實現(xiàn)校園信息統(tǒng)一管理的數(shù)據平臺，是數(shù)字化校園的基礎工程。[1]

作為高校的數(shù)字化平臺，校園“一卡通”如何發(fā)揮其數(shù)據中心的作用，如何與現(xiàn)有的各個獨立的子系統(tǒng)數(shù)據庫實現(xiàn)數(shù)據集成，采用什么樣的集成機制才能實現(xiàn)數(shù)據的有效共享和同步，成為校園“一卡通”建設的核心問題。

二、問題的提出

傳統(tǒng)的“一卡一庫”設計模式（即所有的功能模塊都使用一個數(shù)據庫），雖然能夠保證數(shù)據的高度一致性和有效共享，但后期系統(tǒng)升級和功能擴展時，開銷太大，幾乎要重新建設，不適合“一卡通”數(shù)據庫的設計要求。

隨著“一卡通”概念的成熟和建設經驗的積累，“一卡多庫”的分布式數(shù)據庫共享模式已經成為“一卡通”數(shù)據庫設計的主流模式。[2] 以卡戶信息數(shù)據庫為核心庫，校內各部門可根據部門性質和功能需求各自建立相對獨立的子系統(tǒng)和功能模塊數(shù)據庫，與核心庫對接形成分布式數(shù)據庫，各部門的數(shù)據由自己的DBMS（數(shù)據庫管理系統(tǒng)）管理，具有自治處理能力。這樣的優(yōu)點是反應速度快，可擴展性好，能適應學校規(guī)模的不斷擴大，同時增加了“一卡通”系統(tǒng)的靈活性與獨立性，便于“一卡通”應用系統(tǒng)的擴充與升級改造。然而這種數(shù)據庫設計方法由于各子系統(tǒng)數(shù)據庫相對獨立，必然導致核心數(shù)據庫中的卡信息與各子系統(tǒng)數(shù)據庫中的相關數(shù)據出現(xiàn)不同步的問題。下文將討論如何建立有效的數(shù)據庫集成機制來解決這樣的問題。

三、數(shù)據庫集成機制研究

1.校園“一卡通”數(shù)據庫的復雜性

在“一卡多庫”的分布式數(shù)據庫共享模式下，由于各部門職能不盡相同，所需的數(shù)據也不盡相同，采用的數(shù)據庫各有差異，使得數(shù)據庫的集成變得異常復雜。下面以西北師范大學校園“一卡通”工程為例說明。

（１）各職能部門所需數(shù)據不一

圖書館數(shù)據庫和一卡通核心庫的同步以個人編號（學號或工號）為關鍵字，機房管理數(shù)據庫與一卡通核心庫的同步以校園卡賬號為關鍵字，學生處、財務處數(shù)據與校園一卡通核心庫的同步以身份證號為關鍵字。

（２）數(shù)據庫平臺和運行環(huán)境不一

一卡通核心庫采用Oracle 10g數(shù)據庫，圖書館采用Informix數(shù)據庫，運行環(huán)境都為Redhat Linux As4；機房管理系統(tǒng)采用SQL Server 2000數(shù)據庫，學生處和財務處采用Visual FoxPro數(shù)據庫，運行環(huán)境都為Windows server 2003 sp2。

（３）建設時間和數(shù)據格式不一

各個子系統(tǒng)數(shù)據庫是在不同階段開發(fā)建設的，每個子數(shù)據庫都有自己的運行環(huán)境和數(shù)據庫系統(tǒng)，這些數(shù)據庫系統(tǒng)中的數(shù)據格式又不一致,數(shù)據難以交換和同步。

（４）硬件配置和網絡狀況不一

一卡通核心庫使用的服務器是IBM 460，機房管理子系統(tǒng)使用IBM 346服務器，其他部門所使用的服務器各不相同。一卡通核心庫、機房管理子系統(tǒng)、圖書館系統(tǒng)都通過校園網主干線路接入，而學生處、財務處等部門的系統(tǒng)則是通過校園網分支線路接入，造成網絡狀況的不一致。

在這種復雜的情況下，采用怎樣的機制才能保證數(shù)據的有效同步、保證數(shù)據在核心數(shù)據庫與各子系統(tǒng)數(shù)據庫之間的一致性、保證校園卡用戶正常辦理各種業(yè)務。

2.分布式異構數(shù)據庫的同步機制

（１）分布式異構數(shù)據庫概念

分布式異構數(shù)據庫的異構主要表現(xiàn)在各個子系統(tǒng)的計算機體系平臺的異構、操作系統(tǒng)的異構、DBMS中的數(shù)據模型和物理模型的異構等等。分布式異構數(shù)據庫同步的核心就是要解決各個子系統(tǒng)的分布性和異構性，實現(xiàn)數(shù)據的同步和一致。

（２）數(shù)據庫同步技術

目前比較先進的異構數(shù)據庫同步技術是利用標準的XML傳輸和SQL數(shù)據操縱，采用基于訂閱與發(fā)布模式的數(shù)據庫同步技術,靈活地選擇數(shù)據庫中的某些表，生成和解析XML文件，從而實現(xiàn)SQL Server，Oracle，MySql和DB2等流行數(shù)據庫系統(tǒng)之間的數(shù)據同步。

3.校園“一卡通”數(shù)據庫的有效同步機制

依據以上的分布式異構數(shù)據庫同步技術，本文就校園“一卡通”的數(shù)據庫同步和工作原理，提出如下有效的同步機制。

（１）搭建FTP站點、通過XML文件實現(xiàn)數(shù)據庫的定時同步

采用XML作為數(shù)據描述與交換的語言，利用XML文件作為中間文件進行數(shù)據庫間的數(shù)據同步。[3] 待同步的數(shù)據先以XML文件的格式從核心數(shù)據庫中導出來，放置在FTP相應的目錄中，各個子系統(tǒng)通過FTP獲取XML文件，再經過解析XML文件，轉化為本地數(shù)據庫類型，然后導入到本地數(shù)據庫中。這樣，一種系統(tǒng)的數(shù)據就能夠透明地轉化為另外一種系統(tǒng)的數(shù)據。

校園“一卡通”數(shù)據庫是一卡通龐大系統(tǒng)中的基礎數(shù)據平臺，為各個子系統(tǒng)提供基礎數(shù)據，比如，學號、身份證號、姓名、校園卡賬號、銀行賬號等基礎字段。根據一卡通的功能，在數(shù)據庫設計中要建立身份驗證庫，用來識別卡戶的身份，各個子系統(tǒng)利用授權給自己的賬號和密碼通過FTP站點定時獲取所需表的XML文件，解析轉化后導入本地數(shù)據庫中，實現(xiàn)數(shù)據庫的定時同步。

（２）兩層身份識別機制

如上所述的同步機制，存在著很大的缺陷，這種同步機制不是實時的，在同步之前存在一段時間的數(shù)據不一致情況。當某個卡戶掛失了丟失的卡以后，由于短時間的數(shù)據不一致，導致該掛失卡還可以在圖書管理系統(tǒng)中借書，這將會給圖書館或者失主帶來一定的損失，但是如果數(shù)據庫實現(xiàn)實時同步，每天將會有成千上萬條信息實時傳輸，數(shù)據庫每日將要提交和同步處理上萬次事務，這對于一卡通系統(tǒng)和校園網來說是個很大的壓力和開銷，甚至承受不了這么大的負載。

在這里我們構建兩層處理機制。第一、建立對接機，對一卡通的所有終端進行監(jiān)控，調用身份驗證數(shù)據庫?？☉粼诮K端刷卡時，對接機就可以通過核心數(shù)據庫的身份驗證庫直接驗證卡戶的信息和狀態(tài)，這樣可以避免數(shù)據庫同步之前子系統(tǒng)庫與核心庫不一致的情況。第二、數(shù)據庫定時同步，在網絡比較空閑的情況下（比如凌晨三四點），通過FTP站點、XML解析機制進行數(shù)據庫同步。各個子系統(tǒng)可以各取所需，在各自規(guī)定的時間里，取得與核心數(shù)據庫的數(shù)據一致。如圖1對數(shù)據庫集成機制進行了圖示化的詳細說明。

這種數(shù)據庫集成機制在保證數(shù)據的有效同步、降低校園網壓力和開銷的同時，使卡戶和相關部門的業(yè)務也可以正常進行。

四、總結

本文結合我校校園“一卡通”系統(tǒng)，在分布式異構數(shù)據庫同步原理的基礎上，構建了一個可行的、高效的校園“一卡通”數(shù)據庫集成機制。為校園“一卡通”的建設和高校數(shù)字化建設提供了經濟、有效的建設思路。

參考文獻：

[1]西北師范大學數(shù)字化校園建設規(guī)劃.西北師范大學網絡教育學院,2005.5.

[2]趙生艷，張琳娜.校園“一卡通”信息系統(tǒng)數(shù)據庫設計芻議[J].科技咨詢導報,2007(2).

[3]熊現(xiàn),邱衛(wèi)東,陳克非.基于JAVA/XML的分布式異構數(shù)據庫同步系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].計算機應用與軟件,2008(2).