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中小学数字化校园功能系统设计的研究

摘要：数字化校园已引起社会广泛关注，国内外软硬件厂商从自身利益出发，提出各自的解决方案，令校方目不暇接，众方案千

差万别，部分方案和学校现有校园网没有多大差别，到底哪种方案才适合自己？本文从数字化校园功能系统设计的角度，提出分层结

构设计方法，并从软件工程的角度，以实例形式，先绘制各功能模块之间的涵盖关系结构图，业务逻辑图和数据流图，通过分析各功

能模块之间的内聚与耦合，给出中小学数字化校园功能系统设计的一般方法。

关键词：数字化校园；分层结构设计；数据流图；内聚；耦合

一、问题的提出

在全球数字化浪潮的影响之下，全国各地中小学数字化校园已引起社会广泛关注，国内外软硬件厂商从自身利

益出发，提出各自的解决方案，令校方目不暇接，众方案千差万别，部分方案和学校现有校园网没有多大差别，到

底哪种方案才适合自己？另外，目前大部分中小学基本完成校园网建设，很多学校还架设了无线校园网，以覆盖整

个校园，还在校园网部署了多媒体教学系统、办公管理系统、数字图书馆等应用，于是，很多学校认为自己已经实

现数字化。

尽管时过境迁，早在2004年，《中国计算机报》2004年第58期汪蔚所撰“什么是真正的数字校园？将打假进

行到底”一文，曾提到以下两个情景，和当前学校状况相似。

情景1：

上午9时02分，某学校梯教室里坐满了嘈杂的学生，空气中还夹杂着牛奶和面包的气息，讲台上教授正面对

着罢工的投影机发呆。在意识到自己对投影机束手无策时，才让一位学生去找技术人员。9时14分，技术人员来到，

二十分钟之后才搞定。9:40，教授把教材的内容显示到投影幕上，开始授课。此时，离第一节下课已经很近了。

情景2：

下午2点半，教授因为职称评定的问题，要报批学校教务处。系里要把资料从机器里输出来，拿到教务处。等

到了教务处后，教务处先核对教授的材料，发现教务处的材料和系里的材料不符。来回纠缠辩论半天之后，教务处

要系里盖章证实教授个人材料的真实性，然后才能进行修改。

上述案例的一个共同点，学校已经有多媒体教学资源，很多资料已经数字化（如存放在电脑中的电脑资料），

但各功能模块没有任何联系，校园内各应用没有集成，数据不能在各功能模块中流动。因此，只能说这些学校已经

实现或正在实现资料的数字化，离校园数字化还有一定的差距。

学校该怎样利用现有的软硬件资源，才能实现真正的数字化校园？其实，数字化校园是一个复杂的系统，校方

要避免盲目建设，重复建设，需要在功能模块设计上下功夫，本文从数字化校园功能系统设计的角度，提出数字化

校园的建设的一般方法。

二、数字化校园分层结构设计

对学校来讲，校园网建设并不陌生，很多学校的校园网经历一代、二代、三代甚至四代建设，校园网建设很复

杂，涉及到网络拓扑结构设计、综合布线，设备选型，系统调试，设备配置等工作。为了降低校园网建设的复杂度，

比较典型的做法就是分层设计，把网络结构分为核心层、汇聚层和接入层是校园网建设中的典型分层方案。

学校建数字化校园，也可仿照网络结构分层设计的思想，尤其是数字化校园的功能系统设计，其优点如下：

1、开发人员可以只关注整个结构中的其中某一层；

2、可以很容易的用新的实现来替换原有层次的实现；

3、可以降低层与层之间的依赖；

4、有利于标准化；

5、利于各层逻辑的复用。

可将数字化校园分为网络硬件支撑平台、数据流服务平台、公共服务平台、应用支撑平台、信息服务平台和虚

拟校园等六个层次（图1），各层次的主体功能如下：

图1

（一）网络硬件支撑平台

网络硬件支撑平台负责终端之间、终端与服务器之间、终端与外网、服务器与外网之间通信的网络硬件支撑平

台包括服务器、网络设备、通信链路、存储、终端和操作系统，是校园数字化建设的硬件基础。

（二）数据流服务平台

数据流服务平台建立在通信链路平台之上，为公共服务平台或更高层次的应用提供通信保障。该层提供数据库

服务支持，各功能模块所有的数据都来自数据库，数据在各功能模块之间流动，共享。

（三）公共服务平台

公共服务平台建立在数据流平台之上，为应用支撑平台或更高层次的数据流动提供接口和安全保障，是数据流

动的基础，主要提供电子邮件、文件传输、信息发表、即时通信、身份认证、目录服务等公共服务。

（四）应用支撑平台