王 敏，王廣林，戴敏利

(1.蘇州市職業(yè)大學 計算機工程學院，江蘇 蘇州 215104；2.廣州廣電運通金融電子股份有限公司 產(chǎn)品管理部，廣東 廣州 510000)

基于SOA的高校移動學習平臺的研究

王 敏1，王廣林2，戴敏利1

(1.蘇州市職業(yè)大學 計算機工程學院，江蘇 蘇州 215104；2.廣州廣電運通金融電子股份有限公司 產(chǎn)品管理部，廣東 廣州 510000)

隨著智能移動終端的普及，移動學習已成為未來學習方式的主要趨勢.做好校園智能移動終端上移動學習應用的管理，成為學校迫切需要解決的問題.設(shè)計一種基于SOA的高校移動學習平臺，實現(xiàn)移動學習應用的統(tǒng)一管理，包括單點登錄、移動學習應用智能管理和運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析.該平臺方便用戶的使用，有效管理移動學習應用的進行，并對學校的管理提供決策支持，有利于教學管理水平的提高.

SOA；移動學習；移動學習應用；單點登錄；運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

隨著智能移動終端的普及和高速通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，移動學習將成為學習者未來學習方式的主要趨勢.智能移動終端帶來便利性的同時，也對管理和信息安全提出了挑戰(zhàn).針對這一問題，提出基于SOA的高校移動學習平臺.利用Web Service標準進行業(yè)務模塊的開發(fā)和封裝，更好地支持異構(gòu)信息系統(tǒng)之間的互操作，采用SOA架構(gòu)模型進行移動學習平臺設(shè)計，支持業(yè)務轉(zhuǎn)換為一組可重復的業(yè)務任務.

1 SOA介紹

SOA是面向服務架構(gòu)，描述了構(gòu)成一個程序或系統(tǒng)的構(gòu)件結(jié)構(gòu)，構(gòu)件間的互連，以及管理構(gòu)件的設(shè)計和演化的原則與指導.SOA是一種遵循面向服務原則指導的軟件體系結(jié)構(gòu)[1].

SOA的基本體系架構(gòu)由服務提供者、注冊機制、服務消費者、服務契約四部分組成.服務的提供者與服務的消費者是彼此分開，注冊機制中的服務信息位于兩者之間，將服務提供者所提供的服務按一定的標準組織并分類，并向消費者發(fā)布服務接口，消費者使用查詢功能發(fā)現(xiàn)提供者.服務提供者與服務消費者通過事先定義好的契約(服務消費者和服務提供者間交互方式的規(guī)范，指明了服務請求和響應的格式)進行交互[2].

SOA基本要素就是服務.作為一種粗粒度、松耦合服務架構(gòu)，服務之間通過簡單、精確定義的接口進行通訊，并不涉及底層編程的接口和通訊模型，也可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對松耦合的粗粒度應用組件進行分布式部署、組合和使用.

2 基于SOA的高校移動學習平臺

基于SOA的高校移動學習平臺，包括智能移動終端、安裝在智能移動終端上的移動學習平臺客戶端、服務器和安裝在服務器上的移動應用數(shù)據(jù)庫及移動學習平臺服務器端，以移動通信網(wǎng)絡(luò)作為運行平臺.基于SOA的高校移動學習平臺功能主要包括單點登錄、與目錄服務器集成進行統(tǒng)一的用戶和權(quán)限管理、移動學習應用管理、移動學習應用使用情況的統(tǒng)計分析、業(yè)務數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析等.移動學習平臺客戶端支持Android和ios智能終端操作系統(tǒng).移動學習平臺基于SOA的架構(gòu)設(shè)計，第三方APP廠商可以通過Web Service接口服務訪問移動學習應用使用情況的統(tǒng)計信息.通過分析移動學習應用的統(tǒng)計信息，第三方APP廠商可以發(fā)現(xiàn)移動學習應用存在的缺陷，進行改進和優(yōu)化.學?？梢詫σ苿訉W習應用使用情況進行分析，加強對智能移動終端使用人員的監(jiān)管，對數(shù)據(jù)進行分析為管理層提供決策分析依據(jù)，實現(xiàn)輔助管理的作用.

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

基于SOA的高校移動學習平臺的軟件系統(tǒng)架構(gòu)采用Web Service技術(shù)構(gòu)建.系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示.

圖1 基于SOA的高校移動學習平臺系統(tǒng)架構(gòu)

Web層實現(xiàn)了校園信息門戶和Java EE開發(fā)的Web應用程序.業(yè)務流程層集成了各種業(yè)務規(guī)則和邏輯.校園信息服務總線將應用程序的不同功能單元通過服務間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來.接口采用中立的方式定義，獨立于具體實現(xiàn)服務的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言，使得構(gòu)建在這樣的系統(tǒng)中的服務可以使用統(tǒng)一和標準的方式進行通信.采用校園信息服務總線，消除了業(yè)務流程層和服務提供者之間的依賴關(guān)系，提高了可重用性，實現(xiàn)了服務之間的松耦合.服務提供層將校園原有系統(tǒng)所提供的功能組件以Web服務封裝，新系統(tǒng)提供Web Service接口，并將這些服務發(fā)布到UDDI公共目錄服務器中注冊，以提供目錄路由服務.

2.2 單點登錄技術(shù)

單點登錄(single sign-on，SSO)是一種方便用戶訪問多個系統(tǒng)的技術(shù)，用戶的一次登錄能得到其他多個系統(tǒng)的信任，可以在多個系統(tǒng)間自由訪問.當用戶登錄系統(tǒng)時，單點登錄服務器根據(jù)用戶的憑證(例如用戶名和密碼)為用戶建立一個安全上下文，安全上下文包含用于驗證用戶的安全信息，當用戶訪問其它相關(guān)系統(tǒng)時，系統(tǒng)根據(jù)用戶的憑證進行身份驗證，而不需要用戶重新登錄.其實現(xiàn)步驟如下：①移動終端用戶訪問業(yè)務服務系統(tǒng)；②業(yè)務服務系統(tǒng)驗證ticket是否存在，如果存在，用戶可以訪問業(yè)務服務系統(tǒng)，跳轉(zhuǎn)到第五步，否則，需要用戶到單點登錄系統(tǒng)進行身份驗證，跳轉(zhuǎn)到第三步；③將登錄信息提交到單點登錄系統(tǒng)；④單點登錄系統(tǒng)驗證用戶信息后，用戶可以訪問業(yè)務服務系統(tǒng)的資源，跳轉(zhuǎn)到第五步，如果用戶三次登錄失敗，將鎖定移動終端，禁止用戶登錄，否則，提示用戶重新提交登錄信息，跳轉(zhuǎn)到第三步；⑤用戶攜帶ticket，跳轉(zhuǎn)到需要訪問的URL；⑥業(yè)務服務系統(tǒng)用ticket驗證用戶身份；⑦單點登錄系統(tǒng)返回用戶身份；⑧用戶繼續(xù)對業(yè)務服務系統(tǒng)的訪問.

通過以上的單點登錄系統(tǒng)，實現(xiàn)一次登錄可以訪問校園所有的移動學習應用，提高了效率，用戶ID和口令控制更加集中并提高安全性.

2.3 移動應用集中管理技術(shù)

隨著校園智能移動終端和移動學習應用越來越多，對一些重要的移動應用，如果采用用戶手動安裝可能會造成安裝工作繁瑣、安裝不及時、應用配置修改繁瑣等問題，不能確保軟件安裝的及時性和正確性.基于SOA的高校移動學習平臺移動應用管理可以根據(jù)學校管理的需要，通過服務器端遠程控制的方式，解決上述問題.在一些特殊情況下，移動應用的強制卸載可以很好地避免學校信息泄露.例如在智能移動終端丟失、智能移動終端交接等情況下，移動應用的強制卸載可以保證學校的信息安全.

用戶只有登錄了移動學習平臺才可以訪問移動學習應用.移動應用管理包括移動應用的安裝、卸載、配置修改、更新提示和APP發(fā)布等.移動應用管理對軟件安裝、卸載、升級和配置管理等有兩種方式：強制執(zhí)行和用戶可選.根據(jù)不同的情況，移動應用管理采取相應的執(zhí)行方式.

對安全類軟件，采取強制執(zhí)行的方式進行安裝和升級.智能移動終端在沒有任何提示的情況下，采取后臺執(zhí)行的方式執(zhí)行安全類軟件的安裝、升級和卸載.采取強制執(zhí)行方式的應用發(fā)布流程如下：①準備移動應用，根據(jù)學校移動應用的開發(fā)規(guī)范開發(fā)移動應用；②提交移動應用，移動應用提交管理員審核，經(jīng)過審核，符合規(guī)范的移動應用才可以在移動學習平臺發(fā)布；③管理員根據(jù)移動應用的類型和學校管理的需要，設(shè)置發(fā)布參數(shù)，包括發(fā)布類型、使用期限、手機操作系統(tǒng)類型、業(yè)務數(shù)據(jù)收集、日志收集、GPS信息收集等；④管理員在服務器端通過PULL模式發(fā)布移動應用，PULL模式采用客戶端主動請求信息的方式獲取新移動應用的URL，服務器端只發(fā)布新移動應用的URL列表；⑤客戶端檢測到新移動應用，客戶端采用PULL模式檢測到新發(fā)布的移動應用，根據(jù)發(fā)布參數(shù)進行下載；⑥客戶端采取強制安裝，對于需要強制安裝的移動應用，客戶端沒有任何提示，采取后臺運行的方式進行安裝.

采取強制執(zhí)行方式的卸載和升級，工作流程與移動應用的發(fā)布流程類似.

對學習類軟件，學校采取用戶可選的方式進行安裝和升級.學校通過移動學習平臺發(fā)布信息提示，用戶根據(jù)自己的需要有選擇地執(zhí)行.采取用戶可選方式的流程前五步和采取強制執(zhí)行方式的流程相同，但是，采取用戶可選方式流程的第六步是客戶端提示用戶安裝.對于用戶可選的移動應用，客戶端以列表形式提示用戶新發(fā)布的移動應用.用戶單擊移動應用，可以查看移動應用的使用說明，并且可以選擇下載安裝.

采取用戶可選方式的卸載和升級，工作流程與移動應用的發(fā)布流程類似.

2.4 運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析技術(shù)

運營數(shù)據(jù)包括移動應用日志、應用使用信息、用戶標識信息、智能終端信息和GPS位置信息記錄.通過統(tǒng)一的后臺管理平臺，對移動學習應用的運營數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析.

基于SOA的高校移動學習平臺運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能分為客戶端數(shù)據(jù)采集SDK，后端數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析子系統(tǒng).其中，后端數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析子系統(tǒng)進一步可劃分為統(tǒng)計分析功能模塊、應用開發(fā)者門戶和平臺管理員門戶.

運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能接口設(shè)計如圖2所示.

接口A：由應用開發(fā)者在自己所開發(fā)的應用程序內(nèi)部使用，由數(shù)據(jù)采集模塊以API的形式提供，使得應用開發(fā)者可以填寫應用信息(如應用版本號、發(fā)布平臺等).接口B：以Web Service形式提供統(tǒng)計數(shù)據(jù)訪問接口，供第三方程序使用平臺采集/計算得到的統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)果.接口C：應用開發(fā)者門戶/平臺管理員門戶，以Web的形式，供開發(fā)者或管理員訪問.接口D：數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析之間交互消息的接口，采用http協(xié)議，用post消息承載，消息體采用JSON格式進行傳輸.接口E：數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與Web門戶的接口，通過共享數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)通信.

圖2 運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能接口設(shè)計

基于SOA的高校移動學習平臺開放數(shù)據(jù)采集的API，第三方移動應用使用這些API完成從智能移動終端采集終端及應用的運行數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給服務器端，作為統(tǒng)計分析的原始數(shù)據(jù).具體采集的信息包括：應用類型、應用/網(wǎng)站訪問時間、應用/網(wǎng)站唯一標識、訪問者標識、訪問位置、應用/網(wǎng)站停留時間、應用版本號、操作系統(tǒng)版本號、移動終端硬件名稱、通信網(wǎng)絡(luò)制式.

后端數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析子系統(tǒng)的框架如圖3所示.

數(shù)據(jù)接收模塊接收移動終端采集到的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)包進行解析，并依照格式通過數(shù)據(jù)庫訪問接口存入平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表.數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務功能的需要進行分類匯總和統(tǒng)計指標.數(shù)據(jù)庫訪問接口，提供對底層數(shù)據(jù)庫訪問的接口，屏蔽數(shù)據(jù)庫類型.數(shù)據(jù)服務開發(fā)接口，以Web Service形式提供統(tǒng)計數(shù)據(jù)訪問接口，供第三方APP廠商使用平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)果.應用管理員門戶，提供由應用開發(fā)者所使用的應用管理界面，通過此界面，開發(fā)者可以查看自身應用的使用情況，得到統(tǒng)計分析結(jié)果.平臺管理員門戶，提供由平臺管理員所使用的系統(tǒng)管理界面，可以對智能移動終端使用人員進行監(jiān)控，提供運營數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析報告，給管理層提供決策分析依據(jù).

圖3 統(tǒng)計分析子系統(tǒng)框架

3 結(jié)論

基于SOA的高校移動學習平臺提供了統(tǒng)一用戶管理的功能，在校園的多個移動學習應用中，用戶只需要登錄一次就可以訪問所有相互信任的移動學習應用；加強了對移動學習應用的安裝、卸載和升級等方面的有效管理；使用信息的統(tǒng)計分析，可幫助學校加強對智能移動終端使用人員的監(jiān)管，屏蔽用戶的非法訪問，發(fā)現(xiàn)移動學習應用軟件本身存在的缺陷，實現(xiàn)校園輔助管理的作用.

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(責任編輯：李 華)

Research on Mobile Learning Platform Based on the SOA in Colleges

WANG Min1，WANG Guang-lin2，DAI Min-li1
(1.School of Computer Engineering，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China；2.Department of Product Management，GRG Banking Equipment Co.，Ltd，Guangzhou 510000，China)

With the great popularity of the intelligent mobile terminal，mobile learning will become a dominating way of learning in the future.As the campus intelligent mobile terminals and mobile learning application are widely used，it calls for a quick action on the part of colleges and universities to cope with these changes.Aiming to provide an integrated management of mobile application on campus，we have designed a university mobile application platform based on SOA，whose functions include single sign-on，mobile application management and the statistics and analysis of operation data.Such a platform is proved to be easily accessible to the users and greatly useful in helping the university administrators with their policy making and in improving their teaching management.

SOA；mobile learning；mobile learning application；single sign-on；the statistics and analysis of operation data

TP393

A

1008-5475(2014)03-0022-04

2014-05-30；

2014-06-25

江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究課題(2014-R-30574)；江蘇省教育科學“十二五”規(guī)劃課題(C-c/2011/01/07)；江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究課題(2012-R-22167)；蘇州市工業(yè)科技攻關(guān)項目(SGZ2011010)

王 敏(1984-)，女，湖北鐘祥人，講師，碩士，主要從事計算機應用研究.