天津航空在线值机:美国大学开源软件项目概述
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/05/11 04:50:00
一、背景介绍近年来，数字化校园开始成为信息时代大学发展的一个共同趋势。在这场轰轰烈烈的数字化浪潮中,大学逐渐为信息技术所渗透和包围,大学的教学、科研和管理越来越倚重于计算机和网络技术。在此过程中, 美国多数大学开始逐渐放弃了自计算机在校园中出现之后就长期采用的软件定制自主开发策略, 转而通过软件许可协议的方式来向软件公司购买商业化产品。然而, 近十年的实践证明, 美国高校这种依靠商业软件产品的做法带来了许多难以解决的问题。最近的研究显示, 在美国大学中, “绝大多数院校的校长和教务长都对他们当前正在使用的教育管理软件表示强烈不满意。对于那些最近刚经历过某种校园管理系统建设的大学来说, 则更是如此。他们的不满主要集中在三个方面: 日益增长的软件成本, 无法令人满意的软件性能和日益受制于人的压力。”[1]目前，许多美国大学正在积极应对，尝试将合作开发与开源作为一个解决方案。“因为从时间和经费成本上来看, 采用商业产品后大学的支出要远远大于收获。所以, 在一些与大学重要职能密切相关的大型软件系统的选择方面, 出于诸多方面的考虑。许多大学开始从‘购买’向‘开发’转变。当然，这种开发并不是基于Homegrown 式的开发。而是基于多院校合作基础之上的开放源代码式的联合开发”。[2]促使美国大学做出联合自主开发开放源代码的教育系统的原因很多, 既有经济方面的原因, 也有技术方面的因素: “大学有充分的理由相信, 他们能够联合开发出质量优于商业产品且符合学校实际需求的开源软件。因为从技术力量上来看, 许多院校, 尤其是著名的研究型大学拥有足够的高水平软件开发人员。实际上目前美国许多著名的软件公司都发源于大学,这表明大学有能力开发各种大型的软件系统。”。[3]更为重要的是，美国大学之所以愿意合作开发源代码开放的各种软件系统，与其所崇尚的开放与自由的精神也有着直接的关系。“在某种程度上,开源软件体现了大学的精神和价值观念。许多人都认为两者在文化方面具有相通之处。一种普遍的观念是,高校具有一种可以共同协作来开发产品的强大潜力。作为一种非营利性而且相互之间的竞争相对比较缓和的机构来说, 高校之间的相互合作潜力和趋势, 比其它任何机构都要强大得多。” [4]二、美国大学著名的开源软件项目介绍在上述背景之下, 自2000 年之后, 美国大学在基金会的资助下启动了许多开源合作项目, 如表1所示。 
表1 美国大学主持的开放源代码软件项目一览以下将介绍其中比较有代表性的开源软件项目。(一)uPortal:开放的大学校园门户系统据美国ADUCAUSE2005 年的调查数据显示,已有59.3%的院校开始或正在建设网络门户, 29.2%的学校正计划建设; 同时, 在使用网络门户的高校中, 96.3%的被调查高校已将网络门户与学校的各种管理信息系统整合[5]。可见, 越来越多的美国高校开始在校园信息化建设中采用portal 技术。uPortal 是由一个名为JA- SIG 的美国高校协会主持开发的开源软件项目。它可以为高校的校园网站增加强大而灵活的“定制”和“社区”功能, 帮助高校建立一个可定制的校园门户。通常, 一个典型的校园门户能够为学生提供“一站”式的网页服务, 登录之后( 包括统一认证和单点登录) , 通过一个网页而获得与其相关的全部信息, 如课程信息、成绩单、交费记录、学校通知、课程消息, 以及其它相关的资源链接( 见图1) 。另外, uPortal 系统所使用的都是开放标准的技术, 如Java, XML, JSP 和J2EE。
uPortal的开发目标主要包括以下方面:● 通过单一图形界面向用户提供全部信息和服务;● 支持全部信息资源和应用系统的统一认证和单点登录;● 提供一个框架结构, 其中包括整个大学的各个组成部分及其与各商业系统的整合;● 提供一系列方便的基于网络的服务项目;● 提供“一站式”服务功能, 校园的全体成员都能够处理所有的事务和工作;● 提供一种基于个人的个性化信息呈现和服务使用方式;● 允许大学自主控制和管理系统的外观和内容;● 完全基于开放的技术标准;● 保持灵活与开放, 随时吸收新技术和新应用。根据其GPL 使用协议, 任何用户都可以免费下载和使用uPortal。目前,世界各国共有100 余所高校采用uPortal。(二) CAS: 校园网单点登录系统目前, 作为校园门户技术的重要组成部分,“单点登录”(Single Sign- On, SSO) 是解决校园应用系统数量日益增多而导致的用户管理日益复杂化的一项重要技术。所谓“单点登录”，是指一个用户认证的过程, 它允许用户进行一次性认证之后, 在访问系统中不同应用系统时无须再重新输入密码，即所谓单点登录、全网漫游”。SSO的优势在于:● 减少用户在不同系统中登录所耗费的时间,降低用户的记忆负担和出错可能性;● 提高了应用安全性, 并避免了处理和保存多套系统用户的认证信息;● 降低系统管理员的工作强度, 不必花大量时间在不同系统中增加、删除用户和修改用户权限;● 增加了整个校园系统的安全性, 系统管理员可以通过直接禁止和删除用户来取消该用户对所有系统资源的访问权限。目前, 由美国耶鲁大学开发的开放源代码的“中央认证系统” ( Central Authentication System,CAS) 是高等教育机构实现单点登录的很好选择。自2004 年起, CAS 与uPortal 一样成为JA- SIG 下属的一个项目。CAS 的应用流程如图2 所示。
与其它OSS 系统相比, CAS 具有以下特点: 源代码完全开放, 同时也有完整的技术文档, 对Java，Net, PHP, Zope , Apache 等多种客户端的支持较为成熟; 拥有良好和成熟的开源社区支持和不断升级的版本; 目前已经在世界近50个高等教育机构中推广使用, 系统技术和性能都得到了广泛的验证。(三) Sakai: 开源的课程管理系统课程管理系统(CMS) 是校园信息化建设过程中最重要的系统之一。根据CDS2005 年的调查数据显示, 在被调查的美国高校中,平均有90.1%的院校正在使用CMS 系统[6]。然而, 对于美国高校来说,购买商业MS 价格昂贵, 而且伴随着许可费的增长, 学校愈来愈不堪重负。在这种情况下, 开源CMS 就成为美国高校的一个重要选择方案。Sakai Project 是由美国印第安那大学、密西根大学、斯坦福大学和麻省理工学院于2004 年共同发起的开放源代码计划, 其目标是: “开发出一套适合高校使用的E- learning 基础性系统架构, 将之与目前各高校已有的各种工具模块和组件整合,形成一套适于高校教学的新一代网上课程管理系统。” [7]OKI和uPortal都是其支持者, 同时也有基金会提供了经费资助。目前,Sakai 能够提供四大类、30余项教学与管理工具, 为高校教师组织和实施E-leaning 提供了众多个性化的教学工具和和手段。Sakai的系统结构与功能如下图3 所示。
目前, Sakai 的最新版本是2.2。在世界范围内共有超过100 所的高等教育机构采用, 遍布美国、加拿大、英国、南非、日本和中国等国。(四) DSpace:共享的大学知识库系统随着大学校园信息化的发展,如何管理数字化资料逐渐成为重要工作。除大型数字图书馆系统以外,DSpace就是一个能够方便解决此问题的工具。通常,DSpace 被称为“ 大学知识库” ( University-based Repos itory) , 是由一种为大学社区成员创建的、能够实现各种数字化资源提供管理和传播的多功能系统。本质上来说, 它是一种由教育和学术机构自己管理的数字学术资源发布系统, 能够实现各种数字资源的发布、存储、组织、检索和传播等。DSpace 系统由始于2002 年, 是一项由MIT 和HP 合作的开放源代码项目, 获得了Andrew W.Mellon Foundation 的经费资助。高校无须支付使用费就可以直接使用或修改。Dspace 被称为“同类系统中最为雄心勃勃, 最值得密切关注的一个机构知识库项目”[8]。DSpace 系统的主要特色有:● 能够处理多种专业领域档案的数字存储, 可容许依照个别领域所制定的不同标准来使用;● 具有弹性的储存与检索架构, 可应用于多种数据格式及研究领域;● 社区可表现为有组织的单位, 例如: 学校、系所、研究室及研究中心等, 每一社区可以采用此系统去执行其特殊需求和管理;● 采用Dublin Core metadata 标准来描述款目数据;● 提供单一接口即可检索机构中所有类型的数字资源;● 使用者界面均基于web 网页;● 用途广泛, 除可作为机构知识库以外, 还可用作电子论文库和电子出版库等。DSpace 的系统结构如图4所示。
目前, DSapce系统在世界各国高等教育机构中的用户已超过150余个。另外, 一些大学还合作建立了DSpace联盟, 这样, 不同大学的用户就可以通过DSpace根据标准协议进入不同院校的系统,从而实现数字资源的交流与共享。(五) OSP: 学生电子档案袋系统“档案袋评价” ( Portfolio Assessment) 是一种教学评价方式。电子档案袋则是一种高度个性化的基于互联网的信息管理系统, 能够展示随着时间的推移, 学生在生活、学习和个人成就方面的发展情况。另外, 电子档案袋还可以作为学生成长过程中的反思工具。通常, 电子档案袋的发布形式主要有: 文本、网页( HTML) 、PDF 、图片、声音和视频等。目前在美国高校中, 开源档案袋( Open Source Portfolio, OSP) , 是一个能够帮助高校实现电子档案袋评价的重要的开放源代码系统。该项目于2003 年由明尼苏达大学创建, 亦获得Mellon Foundation经费支持; 2004年, OSP 开始与Sakai 合作,并成为Sakai的组成部分。OSP系统的开发目标主要包括:● 以一种能够促进学习多样化并易于获得和使用的方式, 来提供一个可支持学生个人展示和反思的系统支持环境;● 为学生提供重新认识自己的机会, 使之能够从自己收集的各类作品中深入挖掘深层意义与关系;● 使档案的拥有者能够个性化地设计电子档案的外观与布局;● 为档案所有者、课程教师、学位管理者和学校管理人员提供关于学习效果的诸种信息;● 为高校院系之间信息的无缝传递提供一个工具, 以实现机构内部、机构之间和多机构同时管理的角色转换;● 提供一个符合国内和国际标准的系统环境;● 能够与高校内部的人力资源、学生信息、课程管理、学习管理, 以及其他管理信息系统实现对接;● 当学生毕业找工作时, 能够通过此平台向未来的雇主展示自己的特长与风采。从应用角度来看, OSP是一个基于个人信息发布的网上管理平台,它能使档案所有者在此全方位地展示自己的各种信息与资料。该电子档案系统具有以下功能: 收集学生的信息与资料,包括个人信息、爱好、作业、学习和研究成果等；对这些资料进行讨论、反思和组织；材料设计并展示；最后将档案中的内容通过互联网向特定的对象公布。同时,系统的其它用户，如学习小组成员、教师或访客同样也可以通过各种工具向档案所有者提出指导意见和改进建议。
目前有近百所高校正在使用或试用该系统, 是美国高等教育领域中应用最为广泛的电子档案袋系统之一。尤其是自从与Sakai 系统整合之后, OSP已成为Sakai 的重要模块之一, 促进了OSP与Sakai的共同发展。三、对我国高校数字化校园建设的启示通过以上对美国大学里开放源代码项目的介绍,研究者认为,美国高校的这些开源软件对于促进我国高校信息化发展具有重要意义, 主要表现在以下方面。第一, 美国高校的这些开源软件项目全部都是开放性的, 世界上任何国家的高校都可以选择感兴趣的项目并加入开源社区, 直接参与到软件设计与开发、技术文档撰写和整理、系统测试等工作中, 为项目的发展贡献一份力量。因此, 我国高校也可以通过参与开源项目的方式来加强高等教育机构之间的国际交流与合作。这不仅可以提高我国高校的国际化水平, 从中学习到有关软件开发的新技术、理念和方法, 同时也可以在合作过程中学习、吸收美国高校在设计和使用这些开源系统过程中所体现出来的新的教育管理、学术研究和教学的理念。第二, 美国高校的这些开源项目全部都属于自由与开源软件, 因此不仅其源代码开放, 而且其使用也是自由的, 换言之, 在遵守其开源协议( 主要以GPL 和BSD 为主) 的基础之上, 任何个人和机构都可以自由地下载、修改、使用和重新发布源代码。因此, 我国高校可以通过对美国大学各开源软件实施本地化和二次开发的方式, 将之应用于我国的校园信息化建设中。这样不仅可有效降低信息化建设的支出和成本, 同时, 由于这些软件都是由高校自己设计与开发的, 因此其理念、结构和应用方式等都比商业产品更能符合高校的实际情况, 相信对于我国高等教育信息化的进度将具有极大促进作用。第三, 我国高校可以充分借鉴美国大学的这种互相合作和开放源代码的软件开发模式,在我国高校之间也进行一些开源项目合作开发的试点, 尝试院校之间实施项目合作, 减少重复性开发, 实现技术资源的共享, 共同开发出高质量的、符合我国高校实际需求的应用系统。目前在我国高等教育领域内, 在应用系统的来源上存在着两种模式: 购买商业软件的形式, 和外包的形式。与美国高校的合作开源模式相比, 这两种方式都存在着成本高、周期长、重复性工作多等缺点。采用合作开源模式, 则可以最大程度地提高高校的经费利用率, 同时各院校在技术方面也可以互相取长补短, 共同发展。第四, 我国高校可以充分利用自己独特的组织文化和技术优势来率先发起校园开源运动, 以此为支点促进我国开源软件事业的发展与进步。众所周知, 我国目前软件行业的整体水平较低, 在操作系统、数据库和各种大型应用系统方面主要依赖于外国的商业产品。许多研究者认为, 要想在较短的时间内改变这种计算机软件受制于外国公司的现状, 一个重要的途径就是充分利用开源软件, 通过学习、分析和研究, 培养自己的软件人才。而高校中就具有开源软件生长与发展的最佳环境, 因为与其它部门相比, 高校作为一个专门的知识创造、生产与传播机构, 其组织文化具有更大的开放性和容纳性; 另外在计算机技术方面,高校的技术人才数量和水平也远高于其它部门。这些都为开源软件在高校的推广与应用提供了最好的基础和条件。因此, 将高校作为开源软件的生长和发展的基地, 以此为中心再向其它领域延伸和扩散,将是开源软件发展的理想路线。 [参考文献][1][2][3] Courant, Paul N.Griffiths,Rebecca J.(2006),Software and Collaboration in Higher Education: A Study of Open Source Software, July 26, http://www.ithaka.org/strategic - services/oss/OOSS_Report_FINAL.pdf(2006-10-2).[4]The r- smart group(2004),Open source -opens learning: Why open source makes sense for education, www.rsmart.com/assets/OpenSourceOpensLearningJuly2004.pdf(2006- 10-6).[5][6]Hawkins, Brian L.Rudy, Julia A.and Nicolich, Robert (2005).Core Data Service survey: Fiscal Year 2004 Summary Report,September, [7]http://www.educause.edu/cds(2006- 3- 28).Sakai 项目网站中关于开发目标的说明, http://www.sakaiproject.org( 2006- 10- 12) .[8] YOUNG, JEFFREY R. (2004). Google Teams Up With 17 Colleges to Test Searches of Scholarly Materials, The Chronicle of Higher Education, Friday, April 9, http://chronicle.com/free/
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