信息化系統開發的標準化框架與實現路徑探索

摘要：文章以廣西外國語學院信息化系統集成為例，詳細闡述了學院開發團隊從前期的決策、需求更新，到后期對集成的后端開發標準化、前端開發標準化、數據庫的選擇，以及數據庫部署過程中的整改和發布的完整流程。廣西外國語學院的信息化集成采用B/S架構，選擇國產DM數據庫作為本次信息化集成的數據庫。測試過程中，學院技術團隊通過Docker部署了統一的信息化發布平臺。實踐證明，本次信息化集成采用標準化框架構建，有效地提高了效率，降低了成本，并按時按量完成了信息化集成工作。

關鍵詞：信息化系統；軟件開發框架；SSM；國產數據庫

中圖分類號：TP311" " " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）17-0066-03

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

當前教育信息化系統開發中普遍存在架構異構、數據孤島及技術碎片化等痛點問題。本文以廣西外國語學院校園系統集成項目為實證對象，通過建立需求決策模型、分層開發規范和技術中臺架構，系統闡述了標準化框架的構建邏輯：采用微服務化改造實現B/S架構解耦，通過構建統一身份認證、API網關等核心組件形成技術中臺支撐體系，最終結合國產化技術棧完成多源數據融合。實證結果表明，該框架提高了系統模塊復用率，提升了跨平臺接口開發效率，成功打通了教務、科研等業務域的數據壁壘。本研究不僅驗證了標準化開發方法在降低技術債務、提升系統可擴展性方面的顯著效果，更為教育新基建背景下的信息化建設提供了可遷移的解決方案。

1 系統架構選型與技術決策

目前，學院大多數信息化平臺采用B/S模式。這樣，用戶只需通過瀏覽器即可訪問和管理信息化系統，無須在本地系統環境上安裝應用，從而大大降低了安裝成本和使用難度。當系統需要更新時，只須在服務器上更新應用即可。然而，B/S模式也存在弊端，如服務器出現故障可能會導致整個信息化系統癱瘓，這對系統服務器的搭建提出了相應的挑戰。對于服務器的搭建，建議根據訪問規模選擇相應的搭建方式，例如數據庫讀寫分離、數據緩存、服務器集群、反向代理、分布式文件系統、分布式數據庫等。由于學院的訪問峰值是可預估的，因此采用數據庫緩存和數據庫讀寫分離的方式進行服務器搭建。

考慮到學院大部分信息化系統都采用Java作為主要的開發語言，且Java體系中有許多優秀的開源中間件可供使用，這對后期的功能擴展非常有利。由于Spring體系提供了豐富的中間件和組件選擇，因此本次信息化系統集成將采用Spring框架生態體系作為核心開發框架。根據研發團隊的評估決定，并秉承靜態頁面作為數據展示的原則，本次信息化系統集成開發過程中采用VUE 3.0作為前端頁面的主要開發技術，而不采用JSP技術[1]。

2 后端開發標準化

由于多個信息化子系統開發標準不統一，本次信息化系統集成將重新制定標準，并對老舊框架進行更新和替代。本次信息化系統集成后端開發采用SSM（Spring、Spring MVC和MyBatis的組合） ，這是Java后端開發中非常流行的輕量級框架組合，能夠很好地體現MVC設計模式。表現層（Spring MVC） ：負責處理用戶請求，進行數據展示和交互。業務層（Spring） ：負責處理業務邏輯，提供服務接口。數據持久層（MyBatis） ：負責與數據庫交互，實現數據的存儲與讀取[2]。

這種分層設計使得代碼模塊職責清晰，支持分工協作開發，便于后期的維護和擴展。Spring提供了強大的依賴注入（DI） 和控制反轉（IoC） 功能，能夠動態管理對象的創建和銷毀，降低對象之間的耦合度。Spring MVC提供統一的請求處理，大幅簡化了請求處理流程，還支持RESTful風格的URL設計，便于實現符合現代化標準的API接口。SSM框架作為后端開發的主流選擇，具有分層清晰、開發靈活、高效易用的特點，它不僅能滿足復雜業務場景的需求，還能大幅提升開發效率與系統的可維護性。

由于多個子系統集成涉及單點登錄模塊的整合，單點登錄權限認證尤為重要。廣西外國語學院開發團隊選擇Spring Security作為系統的安全框架。Spring Security是基于Spring框架的企業級安全解決方案，提供強大的認證與授權功能和多種認證方式，如用戶名密碼認證、OAuth2、JWT、LDAP、SAML、CAS等，能夠滿足不同場景的需求。同時，它支持細粒度授權控制，包括基于角色、權限、表達式的授權控制，以及方法級別和URL級別的權限管理。通過Spring Security完善我院的單點登錄系統，可以在登錄初期就實現權限的認證，使用戶在不同的系統中能夠正確地使用授權范圍內的功能。如有同一賬戶在不同地點同時登錄的情況，則會需要手機驗證后才能登錄，大大提高了系統的安全性[3]。

在軟件開發過程中，各種不同功能的框架協作需要配置煩瑣的配置文件。本次信息化系統集成使用Spring Boot框架構建項目，它提供了強大的自動化配置功能，使開發者能夠快速啟動和部署生產級別的Spring應用，而無需進行復雜的手動配置，達到開箱即用的效果。而且，Spring Boot支持嵌入式服務器。如果信息化系統由多個不同的子系統實現，可以使用Spring Boot來構建微服務應用，Spring Boot可以無縫集成Spring Cloud。每個微服務都是獨立的應用程序，可以單獨開發、測試、部署和擴展。微服務之間的依賴關系非常松散，服務之間通過API進行交互?？梢园巡煌男畔⒒到y搭建在不同的服務器上，并且實現每個微服務都擁有獨立的數據庫系統，避免了單一數據庫的瓶頸。通過微服務架構將大規模信息化系統拆解為一系列獨立的、自治的服務單元，能夠有效解決這些問題，并為信息化系統帶來許多顯著的優勢[4]。

數據存儲作為信息化系統數據持久化的手段，MyBatis是一個流行的開源Java持久化框架，它用于簡化數據庫交互過程，提供數據持久化的解決方案。與傳統的JDBC操作相比，MyBatis通過簡化SQL編寫和數據庫操作，減少了大量的代碼，使得開發者能夠更專注于業務邏輯的實現。選擇MyBatis的另外一個原因是：MyBatis可以較好地兼容國產數據庫。

在開發過程中可以發現，框架技術的應用極大地簡化了軟件開發流程，開發人員能更專注于業務開發，無需過多關注底層實現，并實現了代碼復用，從而大大提高了開發效率。進而形成了代碼功能包，不斷地開發及累加，形成一個個獨立的代碼包，使得代碼的開發形成規范，最終達到企業內部的代碼開發標準庫。

3 前端開發標準化

隨著前端技術的不斷完善，不建議使用JSP作為主要的視圖層技術。隨著前端技術的發展，前端開發和后端開發的職責越來越清晰。廣西外國語學院系統采用Vue作為視圖層技術。Vue.js提倡組件化開發，意味著整個應用被拆分成獨立的、可復用的組件。每個組件封裝了其自身的模板、邏輯和樣式，使得開發者能夠在更小的粒度上進行管理和開發。這種組件化的方式使得大型應用更易于維護和擴展。選擇Vue還有一個很重要的因素是：Vue能夠更好地實現前后端分離，提高開發效率和代碼質量。

數據分析作為信息化系統的重要組成部分，通過圖表（如折線圖、柱狀圖、餅圖、散點圖等） 為管理層提供決策支持。采用ECharts作為該功能的前端開發框架，ECharts的優勢在于開源免費，不需要煩瑣的配置，只需要提供json格式的數據就可以實現動態圖表。目前大部分的后端框架都提供json格式的數據，無需轉化直接發送到ECharts即可。針對有技術能力的團隊，可以通過二次開發定制契合企業的功能。

系統采用前后端分離開發模式，采用Nginx作為Web服務器。廣西外國語學院信息化系統采用Nginx作為靜態文件服務器，用于存儲圖片、文件等靜態文件，然后把靜態文件的地址存儲在數據庫中方便訪問。Nginx還提供反向代理功能，這樣就很輕松地將客戶端請求分發到多臺服務器，實現負載均衡，并且還能保護實際服務器。Nginx會按照服務器的定義順序，依次將每個新的請求轉發到不同的后端服務器。

4 自研組件設計與實現

學院信息化系統可能由多個子系統構成。在集成過程中，研究者發現一些功能簡單的子系統沒有必要采用SSM框架實現。因為系統啟動后，多個不同功能的框架在協作過程中會消耗一定的系統資源，也會降低系統的運行效率。因此，對于功能簡單的系統，決定通過自研框架實現。如果引入Spring框架只是為了使用IOC功能，那么開發人員可以在系統中獨立編寫和使用支持IOC功能的組件，這樣就能夠提高軟件運行的效率。該組件的具體實現代碼是通過DOM4J讀取XML文件，XML文件使用DTD來約束格式。其中，Name屬性對應對象的名字，class屬性對應對象的路徑。

通過讀取XML文件獲得對象的路徑，然后實例化該對象，并將其存儲在一個鍵值對中。當需要使用該對象時，只須通過name去獲取即可。這樣就可以把Spring中的IOC功能獨立出來。

信息化系統中的分頁功能雖然實現簡單，但必不可少。幾乎所有的數據展示頁面都會涉及分頁功能。為了實現代碼的重用性，可以根據實際情況將這一功能封裝成一個組件。在展示頁面需要使用分頁功能時，可以直接調用分頁組件。如果后期需要改變分頁功能，只需修改分頁組件即可，這樣的操作大大提高了開發效率。

在信息化集成過程中，往往需要對接已經在使用的第三方平臺來獲取數據。對接第三方平臺獲取數據會存在以下幾種問題：接口對接技術不統一、接口提供的平臺數據不規范等。針對這些問題，學院通過自研組件，集成多個第三方平臺接口，實現數據統一傳送、統一轉換，從而實現數據標準化。在開發過程中，需要根據系統對第三方框架的功能依賴程度來做出決策。例如，某個框架功能繁多，但系統只使用到很小部分功能，這樣會增加系統的資源消耗。開發團隊可以針對這部分功能開發自研組件，降低系統對第三方框架的依賴，提高系統的工作效率。

在信息化系統開發過程中，開發團隊根據業務需求和技術場景，開發可復用的功能組件。這些組件不僅可以重復使用，還提供可擴展的接口，以有效應對后期系統功能更新的需求。這可以提高開發效率，減少重復工作。學院通過自研組件實現技術標準化，可以統一管理日志、權限、監控設備等功能，提升了系統的整體性和一致性，為后期的二次開發提供支持。

5 數據庫選擇

數據庫是信息化系統的核心組件之一。基于政策要求，建議使用國產數據庫作為信息化系統的數據存儲單元。目前能夠替代MySQL、Oracle等數據庫的國產數據庫有KingbaseES、DM、OceanBase等。其中，DM能夠高度兼容Oracle和MySQL，降低遷移成本。根據達夢官方文檔和Oracle官方文檔提供的信息，如表1所示。

學院本次信息化集成采用國產DM數據庫。在國產替代的背景下，中國的數據庫技術逐步成熟，多個產品在性能、功能和生態上接近甚至超越國際主流數據庫。通過綜合實驗測試可得出結論：在基于國產CPU的環境下，國產數據庫的歷史數據遷移技術遷移耗時較短，存儲空間最大占用率較小，遷移學習過程中的錯誤率較低，被訪問數據在線概率較高，這表明數據庫的訪問效率高，數據遷移成本低，遷移工作效率高，數據遷移效果較好。

6 部署與發布

信息化系統開發過程中需要多次調試。學院的團隊開發人員使用的操作系統不同，有macOS、Windows、Linux等。當信息化系統開發完成之后需要部署到指定的系統時，可能會出現環境不一致的情況，這時可以使用Docker來解決這一問題。Docker作為一種輕量級的容器化技術，已經成為云計算領域中自動化部署的基石。Docker通過將軟件及其依賴環境封裝在容器中，實現了軟件的快速部署和移植。容器化技術的核心優勢在于其隔離性和一致性，確保了軟件運行的穩定性和安全性。Docker容器的創建和部署過程高度自動化，用戶可以通過Dockerfile定義容器的構建過程，然后使用Docker命令輕松地構建、運行和分發容器。Docker Hub作為公共的容器鏡像倉庫，為用戶提供了豐富的容器鏡像資源，極大地簡化了容器的獲取和使用過程。我院信息化系統集成開發過程中一直采用Docker作為正式發布前的部署容器。

7 應用

目前，學院信息化系統已經集成完畢，多個子系統能夠實現信息共享。通過統一登錄賬號可以實現多系統授權登錄。目前，教務系統、線上課堂、物業報修、文檔通告系統、繳費系統、場地預約系統等都已經集成到同一信息化平臺，實現了數據共享，并已投入使用。在信息化系統集成過程中，開發團隊重新制定了開發標準，為后續的二次開發奠定基礎。同時，使用新技術替換老舊技術，重新開發老舊系統，做到系統開發語言統一化，實現技術統一化、開發標準統一化。在此過程中，研發團隊重新梳理了軟件流程，編寫了技術文檔，為后續系統升級提供技術支持。最后，在系統部署發布過程中，對服務器進行了軟硬件升級，使其可以承受全員快速訪問信息化系統。

8 結束語

綜上所述，隨著信息化技術的不斷發展與廣泛應用，企業和政府部門對信息化系統的需求日益增長。為了提升信息化系統的建設效率、降低開發成本，并保證系統的可擴展性和可維護性，標準化框架的構建顯得尤為重要。未來，隨著技術的進步和實踐經驗的積累，信息化系統的標準化框架將不斷完善，持續推動企業數字化轉型的進程。

參考文獻：

[1] 毛冬，張辰，陳又詠，等.基于國產CPU環境的國產數據庫歷史數據遷移技術[J].太赫茲科學與電子信息學報，2024，22（10）：1154-1160.

[2] 孫宏強，程小賢，張耀方，等.信息化軟件開發框架的構建與應用[J].長江信息通信，2023，36（12）：69-70，73.

[3] 葉霖.云基礎軟件的自動化部署與管理[J].高科技與產業化，2024，30（12）：55-57.

[4] 劉航，李鵬山.國產操作系統軟件部署依賴性分析及解決方法研究[J].自動化應用，2024（6）：175-178.

【通聯編輯：代影】