高校信息化平台遗留系统的重用设计与实现
时间：2020-09-15 07:54:04 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：目前，随着国家推进国民教育资源的优化组合，许多高校进行扩建和合并，增设了院系，新建或接收了新校区，信息系统规模不断扩大。新增院系和校区的信息系统与主校区的信息系统无法有效融合，大量需要共享的关键信息被封闭在相对独立的系统里。如何对现有遗留系统进行统一规划，封装成可重用的Web服务组件，从而集成各个孤立的信息系统，消除“信息孤岛”现象，实现遗留系统的重用设计，是高校信息一体化平台建设中的亟待解决的问题。
关键词：遗留系统；web服务组件；信息孤岛；重用设计；高校信息一体化
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)20-4883-03
University Information System Platform for the Reuse of Legacy Systems Design and Implementation
WANG Wei1, LIU Peng2
(1.Henan Vocational College of Agriculture, Zhengzhou 451450, China; 2.Armed Police Command College, Zhengzhou 451450, China)
Abstract: Now, with the state to promote the optimalcombination of national educational resources,many colleges and universities for the expansion and consolidation,the addition of faculty,new or receive a new campus,information systems have been expanding.New faculty and campus information systemss and the main campus can not be effectively integrated information system,a large number of the critical need to share information is enclosed in a relatively independent of the system.Existing legacy systems to a unified plan,packaged as reusable Web services components to integrate the various isolated information systems,eliminating the “information island”phenomenon,designed to achieve the reuse of legacy systems,information integration platform of university the problems to be solved.
Key words: legacy systems; Web service components; information silos; design reuse;college information intergration
目前，随着信息化的迅猛发展，高校的信息基础设施正在快速进行建设。高校的不同业务部门各自开发了专用的信息系统来处理本部门的业务和数据，但是对部门之间的信息交换和共享考虑并不多，导致各部门构建的信息系统缺乏统一规划，互不兼容、自成体系。因此，针对高校信息化遗留系统的重用设计，实现资源的共享，简单讨论下面几点.
1 遗留系统重用设计与实现
遗留系统（Legacy System，LS）指的是组织在经过长时间的信息化投入后，存在的众多子系统[1]。此系统一般都是在不同时期，由不同的开发人员，采用开发成熟的异构技术进行开发。这些系统一般都能很好的满足组织的功能需求，经过了时间的检验，成为组织值得信赖的一部分。但是由于开发理念和技术的限制，这些遗留系统大都被设计成为紧耦合、缺乏共享考虑的“信息孤岛”。这样就很难满足业务快速变化的需求，因此对遗留系统进行重用，改造成“软件即服务”的组件，将成为未来组织最经济，最快捷的集成方向。
遗留系统重用的最终目标是能促进使用系统的组织能够从容应对快速发展的业务需求，保证了可持续发展性，同时在集成过程中应尽量降低开发成本，这可以通过缩短项目开发周期、减少开发代码量来实现。
1.1 高校遗留系统重用模型设计
基于Web服务技术的遗留系统重用模型设计如图1所示。
1）评估遗留系统。在进行遗留系统集成的时候，首先需要对遗留系统进行评估，主要从系统功能、业务流程和重用复杂度三个方面来判别。2）分析遗留系统性质。一些遗留系统本身就是个独立的、可重用的或者不需要重用的系统，这时仅需要采用粘合代码将其包装为Web服务，使之能与其他组件之间进行交互。还有一些遗留系统规模比较庞大，功能比较完善、运行也一直比较稳定，在开发时曾耗费了巨大的资金和精力，其部分功能需要被继续重用。这时就需要对遗留系统的代码和文档进行深入分析，划分出力度适当的功能域，剔除多余或者不适合重构的代码，最终封装成Web服务的组件。3）解耦分析系统遗留代码。对那些不能直接封装为Web服务的遗留系统，从架构性质上可以分为面向过程和面向对象两类。4）重组为新的服务组件。解耦完遗留系统代码以后，就要进行服务建模，把一些类和方法重组为新的服务组件。5）Web服务封装。对可直接封装的遗留系统和重组的服务组件，我们还需要使用Java代码进行粘合，向外界提供调用的接口，将其封装为能够直接发布的Web服务。6）注册到UDDI注册中心。最后封装好的Web服务组件向UDDI进行注册发布，以供服务使用者调用。
1.1.1 遗留系统评估指标体系设计
在进行遗留系统重用的时候，首先需要对遗留系统进行评估。遗留系统的评估应依照一套完善的评价指标体系进行，需要一个能够客观反映遗留系统总体状况并具有评价内在联系的指标集。要从多个角度和层面来设计指标体系，方能全面准确地反映遗留系统的整体情况。构建遗留系统评估指标体系应遵循以下原则：支持决策分析原则、完整性原则、可测性原则、宽口径原则和层次性原则。
本文提出一套遗留系统评估指标体系架构，主要从系统功能、业务流程和重用复杂度三个层次来对遗留系统进行评估判别。
1）系统指标方面：系统功能方面主要从遗留系统的功能层次考虑，制定了系统功能失效率、系统功能完善度、系统性能满意度、系统功能对硬件依赖度、系统维护成本和系统功能安全度六个指标，来衡量遗留系统的功能是否仍然能够很好的满足系统所属组织的需要，以及是否能够适应未来组织的发展。
系统功能失效率主要是来评价系统功能的可靠性，反映了系统的稳定运行状况；系统完善度主要用来评价系统功能是否能够完整的实现组织的功能需求；系统性能满意度主要用来评价系统功能是否能够简便快捷有效率的完成功能需求；系统功能对硬件的依赖度用来评价系统功能正常运行所依赖的硬件环境，以及重用时的可移植性；系统维护成本主要从重用和重新开发的耗费比值来定量评估重用价值；系统功能安全度主要评价系统功能对安全性的考虑，以及重用后安全性收到的影响。
2）业务流程方面：业务流程方面主要从业务流程失效率、流程设计完善率、流程设计满意度和业务流程模块耦合度四个指标来评价。用来衡量遗留系统现有的业务流程是否能够满足需要，流程是否能够拆解重组装等各方面的性能。
业务流程失效率用来评价业务流程的可靠性及其稳定运行的状况；流程设计完善率用来评价业务流程的设计是否能够涵盖完整的业务周期；流程设计满意度用来评价业务流程的设计是否合理，简便快捷，易操作；业务流程模块耦合度用来评价业务流程的可移植性。
3）重用复杂度方面：重用复杂度方面主要从遗留代码中面向对象代码比率、工程文档完备程度、系统结构复杂度、数据标准化程度和系统中功能模块耦合度五个指标来评价。用来衡量遗留系统重用和重新开发的耗费比，判断是否有重用的价值，从而来决定该系统是否被重用。
遗留代码中面向对象代码比率是指遗留代码中面向对象性质的代码所占比重来评估重用代价；工程文档完备程度是指遗留系统项目开发生命周期里的文档的完备程度，可以体现遗留系统被重用的复杂度；系统结构复杂度从系统结构方面来评估遗留系统的重用复杂度；数据标准化程度从数据兼容性方面来评估遗留系统的重用复杂度；系统中功能模块耦合度从解耦角度来评估遗留系统的重用复杂度。
1.1.2 遗留代码解耦设计
遗留系统中，对遗留代码解耦分析需要以下两个步骤：1）提取面向过程遗留代码的对象信息。对面向过程的函数与全局变量或者函数参数之间的关系进行收集，再通过聚类方法[3]将其归纳到不同的抽象分组，从而获得总的对象信息。而对使用面向对象方法编程的遗留代码，其中类和接口的函数等对象信息可以直接被提取。2）提取面向对象遗留代码的组件信息。将所有的对象信息块里的类和接口里的方法或函数，运用软件聚类的方法进行归类，形成可封装成Web服务的组件信息。此时，用于聚类的数据源就是这些遗留系统代码中的方法和函数，我们要对这些已汇聚的方法和函数重新进行聚类分析，把遗留系统中可以重构为服务的部分的功能代码重组为组件。
1.1.3 遗留系统的服务封装设计
遗留系统的封装一般可以通过数据、组件和业务逻辑三个层次来进行。
1）数据层的封装。遗留系统往往包含类型复杂的数据库，像Oracle、Access、MS SQL以及MySQL等等。本文对数据层的封装主要采用Java数据库连接。将Java语言和JDBC结合起来使程序员不必为不同的平台编写不同的应用程序，只须写一遍程序就可以让它在任何平台上运行，这也是Java语言“编写一次，处处运行”的优势。
2）组件层的封装。遗留代码经过清洗和提炼以后，类和方法被重组为一些新的组件。由于提炼出的遗留代码包含了Java的类和方法以及其他语言创建的一些动态链接库，Java粘合代码将采用不同的调用方式将其注入到AXIS SOAP服务器，从而封装成可以向UDDI发布的Web服务[4]。
3）业务逻辑层的封装。业务逻辑层封装主要是把Web服务组件组建成一定的业务逻辑，并把业务流程封装成一个Web服务向UDDI注册。业务逻辑层采用BPEL流程控制，组合业务服务层的原子服务，将多个原子服务构造为一个组合服务，实现了服务的复用。
4）应用程序的封装。对于一个功能独立，不需要解耦的应用程序可以直接使用AXIS SOAP应用服务器进行封装。
1.2 高校遗留系统重用的原型实现
本文依据某大学现实情况，进行原型实现。该大学是由三个高校合并的一所综合性大学，经过整合分别成为该大学的三个分院——机电工程学院、计算机科学与技术学院和经济贸易学院。这三所高校地处城市的不同区域，都有着自己单独开发或者购买的信息管理系统。这些系统都是开发或者购买不久，现在还能很好的进行业务处理，都有一批接受过正式培训的操作人员。为了紧贴社会人才需求变化和高校发展趋势，该综合大学新成立一些院系和业务部门，将不需要的院系和业务部门进行裁撤，并对行政机构进行整合。该校信息管理部门急需要一套敏捷的，能快速适应业务变化的信息管理系统，同时希望能够尽量重用“遗留系统”，降低开发风险，减少项目开发和人员培训的费用，最终降低成本，减少预算。
原型开发首先对各个分院的“遗留系统”进行分析和领域划分，除去多余的、过时的和不适合重用或者重用价值不高的旧有系统，将可重用的“遗留系统”进行Web服务封装，并提供统一的API以便外部调用。其次在各个分院分别建立私有UDDI注册中心。最后将私有UDDI注册中心、封装好的Web服务和所有的服务请求者客户端系统都部署在P2P网络上。在集成系统设计里，分院之间的信息系统通过互联网进行信息交互，服务请求者、服务提供者和UDDI私有注册中心都作为P2P网络中一个独立的节点。UDDI私有注册中心互为备份，只要有一个UDDI能提供服务，各个分院的信息系统仍然可以正常的进行服务发布和服务查询。校外IP的服务请求在通过身份验证以后也能访问校内资源，最大限度的实现高校教育资源的充分利用。
1.2.1遗留系统的重用
经过对遗留系统的评估和遗留代码的解耦分析， 机电工程学院的OA系统和教学管理系统、计算机科学与技术学院的OA系统和教学视频点播系统以及经济贸易学院的OA系统和图书馆管理系统可以被重用。三个分院的遗留系统经过解耦分析，得到六个功能独立的可重用组件。这些遗留系统在开发时充分考虑了系统的扩展性，所以在解耦分析后绝大部分代码可以不作改动。在经过简单的调整以后，这些可重用组件都可以做为一个单独的应用程序向外提供相应的功能服务，所以可以采用Axis SOAP工具将其封装成Web服务。
2 结论
本文根据当前高校发展趋势和现阶段需求，设计了面向高校信息化平台遗留系统重用的解决方案,提出将高校现有的遗留系统封装为可重用的Web服务组件，同时设立UDDI注册中心为各个分院的提供Web服务注册，面向全校提供Web服务查询。UDDI注册中心之间互为备份，数据共享，实现了信息系统良好的动态性和鲁棒性。由于使用Web服务技术对“遗留系统”进行重用，实现了高校信息化平台建设中的经济性和业务连续性，为目前高校信息化建设提供一个较为完整的参考模型。
参考文献：
[1] Canfora G,Fasolino A R,Frattolillo G,et al. Migrating interactive legacy systems to web services[C].CSMR’06: In Proceedings of the Conference on Software Maintenance and Reengineering,2006: 24-36
[2] 代祖华,万秀丽.遗留系统综合评价指标体系的构建研究[J].科学经济社会,2007(2).
[3] LEE E,SHIN W,LEE B,et al. Extracting Components from Object-Oriented System: A Transformational Approach[J]. IEICE Transactions on Information and Systems,2005 E88-D(6):1178-1190
[4] HANSEN M D. SOA Using JavaTM Web Services[M].PEARSON EDUCATION,INC.2009.
