王存睿，劉 巖，周 未，蘇日娜，趙 磊,劉曉東

(1.大連民族大學 a.計算機科學與工程學院；b.網(wǎng)絡與信息技術中心；c.文科綜合實驗教學中心，遼寧 大連 116605；2.大連市民族文化數(shù)字技術重點實驗室，遼寧 大連 116605)

面向移動和數(shù)據(jù)中心的高校信息化建設研究

王存睿1a,2，劉 巖1b，周 未1a,2，蘇日娜1a,2，趙 磊2,劉曉東1c

(1.大連民族大學 a.計算機科學與工程學院；b.網(wǎng)絡與信息技術中心；c.文科綜合實驗教學中心，遼寧 大連 116605；2.大連市民族文化數(shù)字技術重點實驗室，遼寧 大連 116605)

結(jié)合多年來高校信息化過程和移動信息化發(fā)展規(guī)律，以大連民族大學信息化實踐為例,詳細論述了面向移動和數(shù)據(jù)中心的高校信息化發(fā)展趨勢和架構(gòu)；建立了高校移動信息化指標體系和數(shù)據(jù)中心度量指標，通過指標體系可以對比不同高校的移動信息化水平和數(shù)據(jù)中心化程度；論述微信企業(yè)號對于高校信息化的作用，不但可以作為人事管理中心庫，而且還可以作為身份認證的服務。

高校信息化；軟件架構(gòu)；網(wǎng)絡信息管理；高校大數(shù)據(jù)

目前很多高校建立了信息門戶、統(tǒng)一身份認證、電子郵件、一卡通及網(wǎng)絡流量計費等系統(tǒng)。伴隨移動APP、微信服務體系、移動支付等不斷發(fā)展，使得傳統(tǒng)的數(shù)字化校園體系逐漸轉(zhuǎn)型為面向移動服務的智慧校園。在高校長期的信息化建設實踐過程中，主要存在以下問題。

(1)大量采購各種不同功能軟件系統(tǒng)，缺乏與核心系統(tǒng)的服務集成。信息化建設沒有統(tǒng)一規(guī)劃，各部門開發(fā)軟件不一致，數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一，各院系逐漸形成了一個個信息孤島，不僅導致了校內(nèi)大量教學資源和資金的浪費[1],而且給學校在信息化建設和科研發(fā)展方面帶來諸多問題。由于缺乏核心系統(tǒng)的服務與接口，對于不同的應用系統(tǒng)，用戶需要在不同位置逐個進入訪問，需要不同的賬號與密碼，甚至需要不同的身份ID。各服務接口之間無法直接訪問相互間的數(shù)據(jù)和功能，經(jīng)常需要人工處理，如數(shù)據(jù)交換。傳統(tǒng)高校移動信息化架構(gòu)示意圖如圖1。

圖1 高校移動信息化架構(gòu)示意圖[2]

(2)非協(xié)調(diào)的發(fā)展制約了高校信息化建設的水平。隨著計算機新技術發(fā)展，各校在信息化建設上急功近利，對原有系統(tǒng)在短時間內(nèi)更新力度比較大，這樣不僅費時費力而且得不償失,在高校信息化建設過程中，這種趨勢表現(xiàn)得非常明顯。技術更新過快，原有系統(tǒng)無法跟上步伐，造成信息資源利用率低[3]，不少高校在開始信息化時都是著重新系統(tǒng)的建設，而忽略了對原有系統(tǒng)的兼容性。一旦新技術成體系后，發(fā)現(xiàn)在原有的系統(tǒng)環(huán)境中很難發(fā)揮作用，然后再開始著手對原有系統(tǒng)的升級[4]。而原有系統(tǒng)的升級是需要時間的，等原有系統(tǒng)真正適應了新技術后，發(fā)現(xiàn)新的技術落伍了。非協(xié)調(diào)的發(fā)展制約了高校信息化建設的水平，并且?guī)砹撕艽蟮睦速M。

(3)各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫相互獨立，都以各部門數(shù)據(jù)標準為準，導致數(shù)據(jù)不一致。高校信息化建設過程中，由于缺乏全局統(tǒng)一的系統(tǒng)規(guī)劃，使信息之間難以交換，更難以在更高的層次上進行信息的處理，如信息挖掘，決策支持等。由于信息缺乏有效地共享，經(jīng)常會出現(xiàn)學生部門統(tǒng)計的學生人數(shù)和教務部門統(tǒng)計的學生人數(shù)，人事部門統(tǒng)計的教職工人數(shù)和財務部門統(tǒng)計的人數(shù)等不一致，對整個學校應用系統(tǒng)的運行效率和準確性都產(chǎn)生了重大的影響。教育信息資源建設的嚴重滯后和互操作性，共享性等方面的問題已成為高校信息化建設進一步發(fā)展的瓶頸。

(4)軟件系統(tǒng)的功能缺乏頂層設計，數(shù)據(jù)和功能劃分缺乏專業(yè)性，各個系統(tǒng)存在信息重復，用戶很難認知信息數(shù)據(jù)權(quán)威。當軟件系統(tǒng)設計出來后，接下來如何將數(shù)據(jù)和功能的職責進行劃分，這對信息化建設工作提出了專業(yè)性的要求。在信息數(shù)據(jù)權(quán)威方面又由于缺乏足夠的思想準備和成熟的方案，致使用戶對數(shù)據(jù)的真實性提出了質(zhì)疑，這無疑會導致信息化建設停滯不前[1-4]。而且在對各職能部門的調(diào)查時不能夠得到他們的理解和重視，甚至提供的數(shù)據(jù)信息不準確，使信息化建設經(jīng)常會走一些不必要的彎路。另外，隨著校園應用和資源越來越多，缺乏有效地組織和管理[5]。

2014年-2016年，結(jié)合大連民族大學信息化建設的實踐經(jīng)驗，總結(jié)了大連民族大學在信息化方面的經(jīng)驗，提出了面向移動和數(shù)據(jù)中心庫的高校信息化建設方案和系統(tǒng)組織原則。

1 面向移動的信息化指標體系

面向移動主要考量高校信息化的程度的指標體系，可以度量高校信息化效能和信息傳遞的效率。

(1)移動平臺數(shù)量n

移動端開發(fā)在高校中所占的比例，能直觀的反應出高校移動信息化的水平。例如：高校IOS的APP系統(tǒng)、高校Android的APP系統(tǒng)、手機網(wǎng)站數(shù)量、大學名稱認證的微信訂閱號，服務號、微信認證企業(yè)號和微信應用號等。

(2)移動平臺總關注量α、平均關注量β和平臺關注率γ

(1)

(2)

總關注量α為所有平臺關注量的總和，平均關注量β為主要衡量各個平臺使用的平均數(shù)，關注率是指平臺i的關注人數(shù)αi與在校師生的比率關系，。該系數(shù)大于1表明該校在社會影響力或者校友方面的粘合度較好。

(3)移動平臺捆綁率

定義為在移動端(APP和微信等即時通訊)綁定學校身份認證數(shù)量占全部教師和學生數(shù)量的比率。這個指標主要考量高校信息化移動平臺的利用率。移動平臺捆綁率是縮短高校信息傳遞平均路徑長度的重要指標。在高校信息化統(tǒng)一認證的基礎上，把個人微信的openid和手機APP的個人標識碼進行綁定，才能保證有效的即時通訊，同時也標志著高校移動平臺的覆蓋程度。

(4)移動平臺解綁率

定義為每一學年運行后取消關注或解除綁定移動平臺人數(shù)占總使用人數(shù)的比率。那么該指標主要反映高校信息化中對畢業(yè)學生及校友提供有效服務，如果向畢業(yè)學生及校友提供較好的信息溝通平臺則解綁率相對較低。

(5)信息傳遞平均路徑長度

定義為信息有效傳達到學校中任何一個職員或?qū)W生需要傳遞的次數(shù)。傳統(tǒng)的方法是通過網(wǎng)頁進行傳達,但是這只能統(tǒng)計查看網(wǎng)頁的人數(shù)及訪問IP分布，并且伴隨著移動互聯(lián)網(wǎng)傳遞，其信息傳遞效果已經(jīng)漸漸減弱。目前很多高校采用網(wǎng)頁OA或QQ群進行移動辦公，例如：校辦發(fā)送一條通知到n名教師，需要發(fā)送到辦公室主任群，二級學院辦公室群再到部門群發(fā)通知該教師，這里路徑為3。如果校辦找某一學生，先在QQ群發(fā)送到學生主管部門，主管部門再通過QQ找到學院團委人員，再把消息分發(fā)到分管導員，路徑長度為4。學生之間的平均路徑長度更長，如某一學生撿到校園卡需要找到失主，需要4次傳遞才能到達。對于校園的任何一個個體，信息的平均路徑長度標志學校信息化的信息發(fā)送渠道是否暢通。能夠構(gòu)建有效地點對點信息發(fā)送，比如通知圖書催還、財務通知、請假，都可以通過點對點信息進行實現(xiàn)。而且信息化程度越高，信息傳遞平均路徑越趨近于1。

以上5個指標既可以用于高校度量信息化的參考標準，又可以在一定程度上提升高校移動信息化水平。

2 數(shù)據(jù)中心庫信息化度量指標

“數(shù)據(jù)中心庫”是指高校具有唯一的、權(quán)威發(fā)布、可解釋的數(shù)據(jù)源。高校在信息化實踐過程中發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息化發(fā)展的基礎。數(shù)據(jù)中心庫是可以由一個或者多個不同服務器荷載的數(shù)據(jù)源。為了度量高校的數(shù)據(jù)中心化和數(shù)據(jù)中心庫情況，定義以下指標對數(shù)據(jù)中心進行描述。

(1)人事教職工數(shù)據(jù)表的數(shù)量

定義為信息服務部門中購置的網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)庫中教職工數(shù)據(jù)表的數(shù)量。如果學校存在數(shù)據(jù)中心庫及數(shù)據(jù)中心庫的服務，為了維護數(shù)據(jù)的一致性，子系統(tǒng)可以通過服務來調(diào)取教師信息。因此，如果一個高校存在大量不同系統(tǒng)的教師信息表，表明數(shù)據(jù)中心庫優(yōu)化較差。

(2)學籍數(shù)據(jù)表數(shù)量

定義為在信息服務部門中網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)庫里關于學生數(shù)據(jù)表的個數(shù)。招生就業(yè)、教務、學生、團委等涉及學生信息的部門，如果各自系統(tǒng)中學生的信息不能及時的更新，就會導致信息所屬部門不能及時管理，從而導致數(shù)據(jù)不一致，如教務安排某一學生轉(zhuǎn)專業(yè)，其他部門沒有及時更新信息就會導致數(shù)據(jù)和管理出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的問題。

(3)數(shù)據(jù)中心庫的服務接口數(shù)量

現(xiàn)代軟件架構(gòu)是基于SOA的服務體系架構(gòu)，要使得數(shù)據(jù)統(tǒng)一，這需要在數(shù)據(jù)中心庫基礎上構(gòu)建其他系統(tǒng)能夠直接使用的接口服務。接口服務的數(shù)量和功能決定了其它系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的兼容性。

3 高校信息化的系統(tǒng)組織原則

文章提出高校信息化的系統(tǒng)組成原則來自于軟件工程中的敏捷開發(fā)，同樣也適用于高校信息化的組織原則。

3.1 SRP單一職能系統(tǒng)劃分原則

單一職責原則(SRP：Single responsibility principle),SRP原則是由由羅伯特·C·馬丁(Robert C. Martin)于《敏捷軟件開發(fā)：原則、模式和實踐》提出的，馬丁表示此原則是基于湯姆·狄馬克(Tom DeMarco)和Meilir Page-Jones的著作中的內(nèi)聚性原則發(fā)展出的[6]。

如果一個信息系統(tǒng)承擔的職責過多，就等于把這些職責耦合在一起了。一個職責的變化可能會削弱或者抑制這個類完成其他職責的能力。這種耦合會導致脆弱的設計，以至于設計會遭受到意想不到的破壞。而如果想要避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，就要盡可能的遵守單一職責原則。此原則的核心就是解耦和增強內(nèi)聚性。SRP在高校信息化建設主要指高校購置的各種軟件系統(tǒng)或建立的系統(tǒng)應專注單一領域進行購置和建設，避免建立大而全，涉及過多領域的系統(tǒng)。例如：很多高校建立信息門戶，使得不同用戶角色可以看到不同的內(nèi)部通知和信息，然后很多高校把信息門戶與教務系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)和財務系統(tǒng)，隨著子系統(tǒng)升級和更換，信息門戶由于耦合其他系統(tǒng)，在信息門戶級聯(lián)的系統(tǒng)失效。信息門戶應該根據(jù)SRP原則只負責不同角色的新聞、通知等信息發(fā)布，其他系統(tǒng)功能可通過超鏈接進行推介。

3.2 OCP開閉原則

開閉原則(OCP)是 “可復用設計”的基石。1988年，勃蘭特·梅耶(Bertrand Meyer)在他的著作《面向?qū)ο筌浖?gòu)造(Object Oriented Software Construction)》中提出了開閉原則。遵循開閉原則設計出的模塊具有兩個主要特征[6-7]。

目前，高校購買很多系統(tǒng)是以單次采購進行購置的，而非購置服務。由于這些系統(tǒng)不能跟隨學校業(yè)務邏輯的不斷變化，或者沒有能力適應移動化而導致功能退化，最終被廢棄。應對和解決這些問題主要做好兩個方面工作。

一是高校數(shù)據(jù)中心及其SOA服務體系的不斷完善和建設，數(shù)據(jù)和服務的中心化會使得核心數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定使得其他子系統(tǒng)可擴展性成為現(xiàn)實，使得集成的系統(tǒng)不會擾亂耦合性的負擔。

二是購買柔性服務系統(tǒng)或購置以服務非售后為主的信息系統(tǒng)。柔性服務主要是指購置的信息系統(tǒng)可以自由創(chuàng)建相應業(yè)務流程和業(yè)務邏輯，使得職能部門的政策和規(guī)則變化，系統(tǒng)能夠依然滿足OCP原則進行擴展；以服務為主是滿足業(yè)務邏輯擴展的軟件信通采購模式，這種模式把軟件更迭的費用已服務的形式支付給開發(fā)商，使得開發(fā)商能夠根據(jù)高校不斷變化的業(yè)務流程和規(guī)則對系統(tǒng)進行升級和重構(gòu)。

3.3 DIP依賴倒置原則

依賴倒置原則(Dependence Inversion Principle)始于敏捷軟件開發(fā)，要求高層模塊不應該依賴底層模塊。在高校信息化過程中，可以用來梳理高校各個系統(tǒng)之間的關系[6-8]。

高層系統(tǒng)不應該依賴底層系統(tǒng)，二者都應該依賴其抽象服務。

高層應用不應該依賴于數(shù)據(jù)中心庫，二者都應該依賴于服務。面向總線的高校信息體系結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 面向總線的高校信息體系結(jié)構(gòu)

4 不同移動端在信息化中的作用

移動信息化是高校信息化的目的之一，使得師生可以在不同時間、不同地點、不同設備及時獲得信息。目前存在幾種主流的發(fā)展方向，例如：高校移動APP、微信的訂閱號、服務號、企業(yè)號和“小程序”。

移動端目前主要以即時通訊為主，改變原來被動查看信息，變?yōu)橹鲃油扑汀ｋS著騰訊微信的大眾化以及開發(fā)接口的完善，目前已經(jīng)成為高校移動信息化的主要途徑之一。

高校移動APP與微信服務的差別在于，APP可視化和交互更加豐富，但即時通訊、通訊服務、通訊覆蓋率不如微信平臺。APP可以通過對脫機數(shù)據(jù)與緩存數(shù)據(jù)的處理，并以可視化的角度對高校信息化進行荷載。APP其中一個優(yōu)勢就是可以比微信更為快捷獲得信息，而微信由于要檢索相應訂閱或者服務號，進入后點擊菜單花費的點擊次數(shù)和時間遠大于APP。

微信訂閱號目前是高校普遍選取的微信號服務類別。訂閱號被定位于服務學校宣傳的功能，每天至少能夠推送圖文1次。但是很多高校僅僅只掛載了學校宣傳資料，從而忽略的一些應用類的功能比如增加一些常用的查詢和服務功能等，沒有微信“模板消息”是訂閱號的局限性。從而使它缺乏自動化的服務功能，微信服務號每月至少可推送圖文4次，但每天可調(diào)用10萬條模板消息，這一功能也正是移動化的目的。大連民族大學微信采用微信服務號，其中集成了基于模板消息的“校園短信”功能，使得任何綁定身份的教師和學生都能姓名或者學好進行即時通訊。同時“校園短信”與教務系統(tǒng)進行成績、課表和考試的推送，與圖書館系統(tǒng)級聯(lián)推送催還和欠費信息、與財務系統(tǒng)級聯(lián)推送收費和報銷信息。服務號功能是適于高校移動信息化，面向廣大師生較好的選擇。

微信企業(yè)號是2015年2月騰訊公司推出的面向組織管理和移動OA的微信號。同時2016年也同步推出了“企業(yè)微信”APP。企業(yè)號主要用于集成認證的移動辦公自動化，騰訊提供了完善的組織架構(gòu)管理，對人員及其部門進行管理，同時移動審批、校發(fā)通知、簽到等功能全部實現(xiàn)移動化。不過微信企業(yè)號更適合高校教師組織的管理，因為人員相對固定，如果覆蓋到學生需要大量維護學生的各種信息，還需要采集微信和手機的各種信息，此外其中的功能主要更適合于教師使用。

5 面向移動和數(shù)據(jù)中心的高校信息架構(gòu)

面向移動和數(shù)據(jù)中心架構(gòu)高校信息化需要認清一個事實，那就是幾乎任何高校都存在封閉的應用系統(tǒng)，這些系統(tǒng)沒有數(shù)據(jù)庫或者封閉外界訪問數(shù)據(jù)權(quán)限。對于這些系統(tǒng)可以采用網(wǎng)絡爬蟲技術或虛擬登陸技術對數(shù)據(jù)及操作進行校園應用服務總線ESB的封裝[9-10]。至于以后權(quán)限的應用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，也完全可以直接進行服務總線的封裝,面向移動和中心數(shù)據(jù)庫的高校信息架構(gòu)如圖3。

圖3 面向移動和中心數(shù)據(jù)庫的高校信息架構(gòu)

企業(yè)號是一個互聯(lián)網(wǎng)的連接器。在這個架構(gòu)中，微信企業(yè)號是作為人事組織管理校園總線服務的提供者，而非高校中數(shù)據(jù)中心[11-12]。這是由于微信企業(yè)號可以作為高校的組織機構(gòu)管理系統(tǒng)和即時通訊應用服務。微信企業(yè)號可以提供教工的中心服務功能。企業(yè)號可以任意添加和修改人員字段，同時提供開放接口對職工信息進行安全獲取[13]。微信企業(yè)號作為高校信息化人員中樞主要是由于高校人員變動頻繁，如部門調(diào)動、職級變動，多部門從屬等，企業(yè)號可以提供很好的管理方式去處理這些頻繁的數(shù)據(jù)變動。此外，微信企業(yè)號還提供了基于微信的身份接口包含OAuth驗證接口和userid與openid互換接口，可以廣泛用于各個系統(tǒng)的登陸和統(tǒng)一認證，同時提供了實時的消息發(fā)送功能[14]。微信企業(yè)號在高校移動信息化和中心數(shù)據(jù)的作用如圖4。

圖4 微信企業(yè)號在高校移動信息化和中心數(shù)據(jù)的作用

通過完整的校園ESB服務總線的設計，不僅可以統(tǒng)一數(shù)據(jù)及服務平臺，更能對構(gòu)建面向移動和數(shù)據(jù)中心的高校信息化平臺的架構(gòu)提供幫助[15]。這種架構(gòu)的優(yōu)勢如下：

(1)松散耦合，系統(tǒng)互聯(lián)互通的成本和開發(fā)量最??；

(2)移動化將被動查閱的信息變?yōu)橹鲃有畔⑼扑停?/p>

(3)消息在平臺免費即時傳遞；

(4)可擴展性好，可以不斷接入新的系統(tǒng)；

(5)安全性好，通過掃描登陸可以解決傳統(tǒng)用戶密碼模式的諸多問題；

(6)管理成本低廉，可以大大降低高校信息化建設的成本。

6 結(jié) 語

結(jié)合多年來高校信息化過程和移動信息化發(fā)展規(guī)律，通過實踐，以大連民族大學信息化為例，詳細論述了面向移動和數(shù)據(jù)中心的高校信息化發(fā)展趨勢和架構(gòu)。論述了系統(tǒng)之間的組織原則，以及如何在各種異構(gòu)系統(tǒng)之間，通過構(gòu)建校園服務ESB總線將不同系統(tǒng)集成與移動端。設置了高校移動信息化指標體系和數(shù)據(jù)中心度量指標，通過指標體系可以方便對比不同高校的移動信息化水平和數(shù)據(jù)中心程度。同時，論述了微信企業(yè)號對于移動信息化的作用，微信企業(yè)號不僅可以作為人事管理中心庫同時還可以作為身份認證的服務。在該架構(gòu)下，可以不斷擴展和提升高校信息化水平和服務質(zhì)量。

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(責任編輯 王楠楠)

Research of Mobile and Datacenter Oriented University Information Construction

WANG Cun-ruia,c, LIU Yanb, ZHOU Weia,c, SU Ri-naa,c, ZHAO Leic, DUAN Xiao-donga,c

(a.School of Computer Science and Engineering; b.Network and Information Technology Center; c.Dalian Key Lab of Digital Technology for National Culture, Dalian Minzu University, Dalian Liaoning 116605, China)

Combining the informatization process and the development rule of the mobile informatization of colleges and universities these years, taking informatization practice in Dalian Minzu University as an example, the paper studies the development trend and structure of university informatization construction for mobile and data center in detail. The index system of mobile informatization and the metrics of data center are established. Through the index system, we can compare mobile informatization levels and data center degrees between different colleges and universities. The paper also discusses the effect of WeChat enterprise account on informatization in colleges and universities, which can not only be used as a personnel management center library, but also serve as the identity authentication.

university informatization; software architecture; network information management; big data of university

2017-01-14;最后

2017-03-12

塞爾網(wǎng)絡下一代互聯(lián)網(wǎng)技術創(chuàng)新項目(NGII20160612)；中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助(20150332,DC201502100401)。

王存睿 (1980-)，男，吉林遼源人，副教授，碩士生導師，主要從事軟件工程與人工智能研究。

2096-1383(2017)03-0257-06

TU317

A