高校信息系統建設管理模式研究與探討

付熙徐 龔希章 李高健

摘 要：提出一種以數據為導向可靈活適應變化的高校信息系統建設管理模式.分析軟件建設、升級、運維管理過程中涉及到的變化點，對高校信息系統的建設和管理提出解決方案，對現有的高校信息系統架構進行改進，通過規范的制定和數據及文檔的規范化，將系統和管理變化的影響減到最小.

關鍵詞：信息系統;設計模式;建設; 管理;數據導向

[中圖分類號]G202 ? ?[文獻標志碼]A

Abstract：A data oriented construction and management method with good flexibility is advanced to adapt the changes in construction and management of information systems.By analyzing the variation points in the process of information system construction，upgrading and maintenance，a method on the construction and management of universities and colleges is advanced： improve the architecture of information systems，minimize the affects of system and management variation by establishing standards to normalize data and documents.

Key words：information system;design pattern;construction;management;data oriented

信息系統的建設對于高校的教學、科研和管理至關重要.[1]信息系統更新換代極為迅速[2-4]，舊系統可維護性下降使得高校信息系統建設與管理中不可避免地出現無法適應變化導致的各種問題.通常高校的應對策略是減少變化：管理層面，盡量選擇相同的開發商和運維單位，盡量要求運維單位挽留核心技術人員;技術層面，要求升級后的系統一定要導入舊系統的數據，盡量不改變舊系統的業務流程等.這些做法雖然能減少系統建設和管理中的變化和風險，但限制了信息系統的改進和技術路線的選擇.當變化不可避免時（如系統安全性升級、瀏覽器兼容性升級等），仍然無法最大限度減少變化的風險.本文提出一種以數據為導向可靈活適應變化的高校信息系統建設管理模式，對軟件建設、升級、運維管理過程中涉及到的變化點進行分析，進而從系統架構、項目管理和人員管理三個角度對高校信息系統的建設和管理提出建議.

1 高校信息系統建設管理模式的核心思想

設計模式是軟件設計開發過程中總結出的一套經驗模式，目的是減少變化對程序的影響，目前主要用于面向對象程序設計.[5-6]高校信息系統建設管理模式的核心思想六項原則[6]：

（1）單一責任原則，指的是一個類或者一個方法只做一件事;

（2）開放封閉原則，對擴展開放，對修改關閉（意為一個類獨立之后就不應該去修改它，而是以擴展的方式適應新需求）;

（3）里氏替換原則，所有基類出現的地方都可以用派生類替換而不會程序產生錯誤;

（4）接口隔離原則，類不應該依賴不需要的接口，知道越少越好;

（5）依賴倒置原則，指的是高級模塊不應該依賴低級模塊，而是依賴抽象.

除里氏替換原則完全是對類和對象關系的規范外，其他幾項原則都可以不同程度地為高適應性信息系統建設與管理提供參考，而接口隔離原則和相關的接口模式在遺留系統的處理中經常用到.例如在信息系統建設中，很多供應商都會提供基于自身產品線的認證平臺，為方便管理，應該根據單一責任原則選擇一家單位的認證平臺作為學校的認證平臺并使其獨立于具體的應用系統.

為使信息系統的開發與管理適應系統開發與運行期間的各種變化，可以首先確認信息系統生命周期中的各個變化點，然后根據開放封閉原則和單一職責原則，對變化進行分析和預設計，最終確立較為穩定的架構、規則和管理方法.

2 信息系統建設與維護中的變化點

信息系統的生命周期包含系統的建設、系統的維護、舊系統的淘汰與升級.這個周期內的變化點主要包含系統的建立和維護性修改以及系統的淘汰升級.高校信息系統的基本架構、系統建設與維護過程中各個活動對信息系統架構不同層次的影響見表1.在目前高校的制度和系統架構背景下，信息系統建設和維護的各種活動與系統架構的其他部分關系仍然比較緊密，可謂牽一發動全線，尤其是人的管理，對信息系統的運行非常重要.

新系統建設 新系統建設和啟用是高校信息系統建設重要變化點較多的環節.新系統需要被集成到學校的信息系統平臺中，數據需要與已有系統共享，一些重要系統的數據需要進入數據倉庫長期保存.另一方面，舊系統需要被淘汰，相關的數據和業務需要進行合理的處置.在新系統上線時，也可能會引起開發維護商的變化.

新技術應用和兼容性升級 高校信息系統作為一個長期存在的體系經常會面臨一些兼容性和技術路線的升級問題.例如瀏覽器兼容性問題一直是B/S架構信息系統需要考慮的問題[7]，然而對于瀏覽器相互兼容性和向下兼容性問題并不是高校能徹底解決的，通常需要對程序進行升級.這些升級通常都會對程序進行修改，有時候會對系統的數據結構進行修改，進而影響到數據共享，少數情況會影響數據倉庫的結構.一般不會對開發維護商造成影響.

信息安全升級 信息安全是造成信息系統變化的重要原因之一，涉及到的主要變化點是各個應用系統和網站及相關操作系統的修改以及對部分端口、地址訪問權限的限制.信息安全升級可能對用戶使用造成影響，有時會對系統的數據結構進行修改.經常需要開發維護商配合修改，無運維服務的系統很難進行升級.

人員和開發維護單位的變化 由于系統升級、服務期結束、運維商無法繼續服務等原因，開發維護單位會發生變化，一些核心技術人員和熟練員工的離開也會對系統的維護產生較大影響.[8]人員和開發維護單位的變化可能會導致系統的可維護性降低，嚴重的會導致系統因無法維護被淘汰，導致新一輪的系統建設問題.

3 以數據為中心的信息系統建設模式

3.1 信息系統架構模式

由于安全性升級和新系統的建設等活動容易影響到其他系統和數據庫，為減少信息系統架構中的變化，根據單一責任原則，在架構中引入了認證服務層和數據交換層.改進后的系統架構見圖1.

客戶端層主要包含PC客戶端、移動客戶端以及各種瘦客戶端.客戶端的軟件通常包含各種瀏覽器、手機APP、專用客戶端程序等.該層應對變化的辦法通常是按統一管理要求使用和升級客戶端程序以及瀏覽器，不要安裝未經官方測試認證的第三方程序，例如有些可能影響校內系統訪問和使用的防火墻和殺病毒程序.

信息安全尤其是認證相關的程序通常需要多個應用程序配合修改.為了適應變化簡化管理，可在系統架構中增加認證服務層，該層包含了信息系統體系對外的安全隔離措施并負責對

校內系統進行用戶認證和訪問控制，將用戶信息傳遞到應用系統.典型的服務包括認證、防火墻、入侵檢測系統，以及無需認證對外開放的服務（如門戶網站等），還需要定義與應用系統的認證信息傳遞規范和接口，并保證系統的兼容性.安全性的升級盡量在該層完成，盡量保持對應用系統的認證信息傳遞規范和接口不變.

應用服務層包含學校的各應用系統及其數據，包括大數據采集系統和實時流分析系統以及文件、媒體等服務.系統的建設和更新應盡量只影響本系統和數據，與其他系統的數據耦合應由專門的數據交換層處理.本層各系統的認證設計應當遵循認證服務層的標準，提供數據交換所需要的全部數據;系統在設計時應考慮客戶端的兼容性，為客戶端和瀏覽器的選擇提供標準，盡量做到向下兼容.

為減少系統變化導致與其數據耦合的系統發生變化，架構中設計了數據交換層，主要功能是實現各系統間的數據交換和數據共享，以及數據倉儲層的數據轉換與抽取服務.通過數據抽取與轉換（ETL）、觸發器和共享視圖等方式從應用服務層獲取數據，但為了不影響相關的應用系統，需要建立一個穩定只增的抽取數據結構標準，只獲取關鍵和必要的數據，這也是開放封閉原則的要求.

數據倉儲層主要包含數據倉庫[8]和依賴于數據倉庫的數據分析統計服務，存儲的是重要的歷史數據，其數據和結構是穩定只增的.這部分的數據結構通常不會在系統運行和維護期間發生變化.

3.2 基于系統的生命周期

系統建設分為自主開發和采購兩種情況.自主開發的情況由于系統通常較小，開發人員對系統掌握程度好，情況比較簡單，只需確保遵循系統接口和數據共享原則，并保留充分的技術文檔即可.若為對外采購，需選擇技術成熟、穩定、信譽較好的公司，確定建設單位之間能充分討論學校的建設標準和技術單位的技術路線，盡量采用兼容性好的技術.在確定建設單位前和系統建設過程中，均需考慮并測試系統的兼容性.系統開發完成后需留下充足的、可用的文檔.

在系統運維過程中，會有一些維護性修改，應遵循系統管理規范進行修改，保證不缺失共享數據，盡量保證客戶端的兼容性，如有變化，當及時通知使用人員，并對相關的規范標準進行修改.若存在維護單位改變的情況，需要確認系統和文檔資料完好程度和交接情況.

當系統因為技術落后、需求改變或者不能維護等原因需要終止使用重新開發時，首先需要確認與數據交換相關的數據和功能，在新系統建設時需考慮保留這些數據和功能.需要整理文檔或進行逆向工程獲取系統信息，供開發時使用.另需做好系統切換計劃和預案.如果舊系統需要和新系統并行運行的，需要對數據做好規劃.

3.3 人員和知識的管理

由于系統升級、服務期結束、運維商無法繼續服務等原因，開發維護單位會發生變化，系統維護人員也會發生變化.這種變化在一定程度上是不可避免的.然而，系統運維期間的文檔和知識則是人員管理中的不動點.校方可以建立完善的規章制度，積極參與運維管理活動，督促運維單位形成和提交有效的技術文檔，積極組織運維單位技術交流和培訓，做好技術交接工作，努力將人的變化對信息系統的影響減少到最小.另外，選擇制度完整、成熟的運維單位也可以一定程度緩解人員和維護單位的變化問題.

4 結束語

本文從系統架構和管理的角度討論了應對信息系統建設中各種變化的方法，對現有的高校信息系統架構進行了改進，通過規范的制定和數據及文檔的規范化，將系統和管理變化的影響減到最小.本文的研究和探討基于高校信息系統建設的普遍情況，不涉及具體高校的信息化管理，各院校可以根據自身信息化發展和信息系統建設的情況予以借鑒.

參考文獻

[1]李賀.我國職業院校數字校園建設實踐與探索[J].電化教育研究，2019（11）：99-105.

[2]朱力緯，劉麗勤，王健.高校基于大數據時代的數字化校園建設探索[J].華東師范大學學報：自然科學版，2015（S1）：104-110.

[3]王曦.“互聯網+智慧校園”的立體架構及應用研究[J].中國電化教育，2016（10）：107-111.

[4]劉德建.人工智能賦能高校人才培養變革的研究綜述[J].電化教育研究，2019（11）：106-113.

[5]高松，牛治永.敏捷設計原則與設計模式的編程實踐——單一職責原則與依賴倒置原則[J].計算機應用，2011，31（A02）：149-152.

[6]劉偉.設計模式[M].北京：清華大學出版社，2011.10.

[7]韋慶杰，劉淑坤.一種Web應用跨瀏覽器兼容性測試方法[J].計算機工程與應用，2019，55（5）：55-59.

[8]孫月恒.基層單位計算機應用軟件的引進、維護與開發[J].計算機文匯，1995（06）：32-33.

[9]關堂春.電子商務企業物流服務效率提升研究[J].牡丹江師范學院學報：哲學社會科學版，2015（3）：27-29.

[10]沈鷹爾.信息化投資不是“買軟件”[J].企業管理，2019（12）：103-105.

[11]張樺.大數據環境下的“信息孤島”治理框架[J].決策咨詢，2019（6）：64-69.

[12]楊夢寧.軟件維護中的關鍵預測問題研究[D].重慶：重慶大學，2016.

[13]孫永吉，裴英杰，王多睿. 企業軟件維護服務項目招標采購中的交接培訓問題探討[J].招標采購管理，2017（3）：48-49+55.

[14]王曉光.能力成熟度模型（CMM）在Java案例化教學中的應用探究[J].教育現代化，2019，6（83）：89-93.

[15]周靜.關于國內外CMMI理論動態的比較研究[J].知識經濟，2016（16）：56-57.

編輯：琳莉