面向移动和数据中心的高校信息化建设研究

王存睿，刘 岩，周 未，苏日娜，赵 磊,刘晓东

(1.大连民族大学 a.计算机科学与工程学院；b.网络与信息技术中心；c.文科综合实验教学中心，辽宁 大连 116605；2.大连市民族文化数字技术重点实验室，辽宁 大连 116605)

面向移动和数据中心的高校信息化建设研究

王存睿1a,2，刘 岩1b，周 未1a,2，苏日娜1a,2，赵 磊2,刘晓东1c

(1.大连民族大学 a.计算机科学与工程学院；b.网络与信息技术中心；c.文科综合实验教学中心，辽宁 大连 116605；2.大连市民族文化数字技术重点实验室，辽宁 大连 116605)

结合多年来高校信息化过程和移动信息化发展规律，以大连民族大学信息化实践为例,详细论述了面向移动和数据中心的高校信息化发展趋势和架构；建立了高校移动信息化指标体系和数据中心度量指标，通过指标体系可以对比不同高校的移动信息化水平和数据中心化程度；论述微信企业号对于高校信息化的作用，不但可以作为人事管理中心库，而且还可以作为身份认证的服务。

高校信息化；软件架构；网络信息管理；高校大数据

目前很多高校建立了信息门户、统一身份认证、电子邮件、一卡通及网络流量计费等系统。伴随移动APP、微信服务体系、移动支付等不断发展，使得传统的数字化校园体系逐渐转型为面向移动服务的智慧校园。在高校长期的信息化建设实践过程中，主要存在以下问题。

(1)大量采购各种不同功能软件系统，缺乏与核心系统的服务集成。信息化建设没有统一规划，各部门开发软件不一致，数据标准不统一，各院系逐渐形成了一个个信息孤岛，不仅导致了校内大量教学资源和资金的浪费[1],而且给学校在信息化建设和科研发展方面带来诸多问题。由于缺乏核心系统的服务与接口，对于不同的应用系统，用户需要在不同位置逐个进入访问，需要不同的账号与密码，甚至需要不同的身份ID。各服务接口之间无法直接访问相互间的数据和功能，经常需要人工处理，如数据交换。传统高校移动信息化架构示意图如图1。

图1 高校移动信息化架构示意图[2]

(2)非协调的发展制约了高校信息化建设的水平。随着计算机新技术发展，各校在信息化建设上急功近利，对原有系统在短时间内更新力度比较大，这样不仅费时费力而且得不偿失,在高校信息化建设过程中，这种趋势表现得非常明显。技术更新过快，原有系统无法跟上步伐，造成信息资源利用率低[3]，不少高校在开始信息化时都是着重新系统的建设，而忽略了对原有系统的兼容性。一旦新技术成体系后，发现在原有的系统环境中很难发挥作用，然后再开始着手对原有系统的升级[4]。而原有系统的升级是需要时间的，等原有系统真正适应了新技术后，发现新的技术落伍了。非协调的发展制约了高校信息化建设的水平，并且带来了很大的浪费。

(3)各个子系统的数据库相互独立，都以各部门数据标准为准，导致数据不一致。高校信息化建设过程中，由于缺乏全局统一的系统规划，使信息之间难以交换，更难以在更高的层次上进行信息的处理，如信息挖掘，决策支持等。由于信息缺乏有效地共享，经常会出现学生部门统计的学生人数和教务部门统计的学生人数，人事部门统计的教职工人数和财务部门统计的人数等不一致，对整个学校应用系统的运行效率和准确性都产生了重大的影响。教育信息资源建设的严重滞后和互操作性，共享性等方面的问题已成为高校信息化建设进一步发展的瓶颈。

(4)软件系统的功能缺乏顶层设计，数据和功能划分缺乏专业性，各个系统存在信息重复，用户很难认知信息数据权威。当软件系统设计出来后，接下来如何将数据和功能的职责进行划分，这对信息化建设工作提出了专业性的要求。在信息数据权威方面又由于缺乏足够的思想准备和成熟的方案，致使用户对数据的真实性提出了质疑，这无疑会导致信息化建设停滞不前[1-4]。而且在对各职能部门的调查时不能够得到他们的理解和重视，甚至提供的数据信息不准确，使信息化建设经常会走一些不必要的弯路。另外，随着校园应用和资源越来越多，缺乏有效地组织和管理[5]。

2014年-2016年，结合大连民族大学信息化建设的实践经验，总结了大连民族大学在信息化方面的经验，提出了面向移动和数据中心库的高校信息化建设方案和系统组织原则。

1 面向移动的信息化指标体系

面向移动主要考量高校信息化的程度的指标体系，可以度量高校信息化效能和信息传递的效率。

(1)移动平台数量n

移动端开发在高校中所占的比例，能直观的反应出高校移动信息化的水平。例如：高校IOS的APP系统、高校Android的APP系统、手机网站数量、大学名称认证的微信订阅号，服务号、微信认证企业号和微信应用号等。

(2)移动平台总关注量α、平均关注量β和平台关注率γ

(1)

(2)

总关注量α为所有平台关注量的总和，平均关注量β为主要衡量各个平台使用的平均数，关注率是指平台i的关注人数αi与在校师生的比率关系，。该系数大于1表明该校在社会影响力或者校友方面的粘合度较好。

(3)移动平台捆绑率

定义为在移动端(APP和微信等即时通讯)绑定学校身份认证数量占全部教师和学生数量的比率。这个指标主要考量高校信息化移动平台的利用率。移动平台捆绑率是缩短高校信息传递平均路径长度的重要指标。在高校信息化统一认证的基础上，把个人微信的openid和手机APP的个人标识码进行绑定，才能保证有效的即时通讯，同时也标志着高校移动平台的覆盖程度。

(4)移动平台解绑率

定义为每一学年运行后取消关注或解除绑定移动平台人数占总使用人数的比率。那么该指标主要反映高校信息化中对毕业学生及校友提供有效服务，如果向毕业学生及校友提供较好的信息沟通平台则解绑率相对较低。

(5)信息传递平均路径长度

定义为信息有效传达到学校中任何一个职员或学生需要传递的次数。传统的方法是通过网页进行传达,但是这只能统计查看网页的人数及访问IP分布，并且伴随着移动互联网传递，其信息传递效果已经渐渐减弱。目前很多高校采用网页OA或QQ群进行移动办公，例如：校办发送一条通知到n名教师，需要发送到办公室主任群，二级学院办公室群再到部门群发通知该教师，这里路径为3。如果校办找某一学生，先在QQ群发送到学生主管部门，主管部门再通过QQ找到学院团委人员，再把消息分发到分管导员，路径长度为4。学生之间的平均路径长度更长，如某一学生捡到校园卡需要找到失主，需要4次传递才能到达。对于校园的任何一个个体，信息的平均路径长度标志学校信息化的信息发送渠道是否畅通。能够构建有效地点对点信息发送，比如通知图书催还、财务通知、请假，都可以通过点对点信息进行实现。而且信息化程度越高，信息传递平均路径越趋近于1。

以上5个指标既可以用于高校度量信息化的参考标准，又可以在一定程度上提升高校移动信息化水平。

2 数据中心库信息化度量指标

“数据中心库”是指高校具有唯一的、权威发布、可解释的数据源。高校在信息化实践过程中发现，数据的统一信息化发展的基础。数据中心库是可以由一个或者多个不同服务器荷载的数据源。为了度量高校的数据中心化和数据中心库情况，定义以下指标对数据中心进行描述。

(1)人事教职工数据表的数量

定义为信息服务部门中购置的网络系统平台数据库中教职工数据表的数量。如果学校存在数据中心库及数据中心库的服务，为了维护数据的一致性，子系统可以通过服务来调取教师信息。因此，如果一个高校存在大量不同系统的教师信息表，表明数据中心库优化较差。

(2)学籍数据表数量

定义为在信息服务部门中网络系统平台数据库里关于学生数据表的个数。招生就业、教务、学生、团委等涉及学生信息的部门，如果各自系统中学生的信息不能及时的更新，就会导致信息所属部门不能及时管理，从而导致数据不一致，如教务安排某一学生转专业，其他部门没有及时更新信息就会导致数据和管理出现数据不一致的问题。

(3)数据中心库的服务接口数量

现代软件架构是基于SOA的服务体系架构，要使得数据统一，这需要在数据中心库基础上构建其他系统能够直接使用的接口服务。接口服务的数量和功能决定了其它系统对于数据的兼容性。

3 高校信息化的系统组织原则

文章提出高校信息化的系统组成原则来自于软件工程中的敏捷开发，同样也适用于高校信息化的组织原则。

3.1 SRP单一职能系统划分原则

单一职责原则(SRP：Single responsibility principle),SRP原则是由由罗伯特·C·马丁(Robert C. Martin)于《敏捷软件开发：原则、模式和实践》提出的，马丁表示此原则是基于汤姆·狄马克(Tom DeMarco)和Meilir Page-Jones的著作中的内聚性原则发展出的[6]。

如果一个信息系统承担的职责过多，就等于把这些职责耦合在一起了。一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计，以至于设计会遭受到意想不到的破坏。而如果想要避免这种现象的发生，就要尽可能的遵守单一职责原则。此原则的核心就是解耦和增强内聚性。SRP在高校信息化建设主要指高校购置的各种软件系统或建立的系统应专注单一领域进行购置和建设，避免建立大而全，涉及过多领域的系统。例如：很多高校建立信息门户，使得不同用户角色可以看到不同的内部通知和信息，然后很多高校把信息门户与教务系统、邮件系统和财务系统，随着子系统升级和更换，信息门户由于耦合其他系统，在信息门户级联的系统失效。信息门户应该根据SRP原则只负责不同角色的新闻、通知等信息发布，其他系统功能可通过超链接进行推介。

3.2 OCP开闭原则

开闭原则(OCP)是 “可复用设计”的基石。1988年，勃兰特·梅耶(Bertrand Meyer)在他的著作《面向对象软件构造(Object Oriented Software Construction)》中提出了开闭原则。遵循开闭原则设计出的模块具有两个主要特征[6-7]。

目前，高校购买很多系统是以单次采购进行购置的，而非购置服务。由于这些系统不能跟随学校业务逻辑的不断变化，或者没有能力适应移动化而导致功能退化，最终被废弃。应对和解决这些问题主要做好两个方面工作。

一是高校数据中心及其SOA服务体系的不断完善和建设，数据和服务的中心化会使得核心数据相对稳定使得其他子系统可扩展性成为现实，使得集成的系统不会扰乱耦合性的负担。

二是购买柔性服务系统或购置以服务非售后为主的信息系统。柔性服务主要是指购置的信息系统可以自由创建相应业务流程和业务逻辑，使得职能部门的政策和规则变化，系统能够依然满足OCP原则进行扩展；以服务为主是满足业务逻辑扩展的软件信通采购模式，这种模式把软件更迭的费用已服务的形式支付给开发商，使得开发商能够根据高校不断变化的业务流程和规则对系统进行升级和重构。

3.3 DIP依赖倒置原则

依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle)始于敏捷软件开发，要求高层模块不应该依赖底层模块。在高校信息化过程中，可以用来梳理高校各个系统之间的关系[6-8]。

高层系统不应该依赖底层系统，二者都应该依赖其抽象服务。

高层应用不应该依赖于数据中心库，二者都应该依赖于服务。面向总线的高校信息体系结构如图2。

图2 面向总线的高校信息体系结构

4 不同移动端在信息化中的作用

移动信息化是高校信息化的目的之一，使得师生可以在不同时间、不同地点、不同设备及时获得信息。目前存在几种主流的发展方向，例如：高校移动APP、微信的订阅号、服务号、企业号和“小程序”。

移动端目前主要以即时通讯为主，改变原来被动查看信息，变为主动推送。随着腾讯微信的大众化以及开发接口的完善，目前已经成为高校移动信息化的主要途径之一。

高校移动APP与微信服务的差别在于，APP可视化和交互更加丰富，但即时通讯、通讯服务、通讯覆盖率不如微信平台。APP可以通过对脱机数据与缓存数据的处理，并以可视化的角度对高校信息化进行荷载。APP其中一个优势就是可以比微信更为快捷获得信息，而微信由于要检索相应订阅或者服务号，进入后点击菜单花费的点击次数和时间远大于APP。

微信订阅号目前是高校普遍选取的微信号服务类别。订阅号被定位于服务学校宣传的功能，每天至少能够推送图文1次。但是很多高校仅仅只挂载了学校宣传资料，从而忽略的一些应用类的功能比如增加一些常用的查询和服务功能等，没有微信“模板消息”是订阅号的局限性。从而使它缺乏自动化的服务功能，微信服务号每月至少可推送图文4次，但每天可调用10万条模板消息，这一功能也正是移动化的目的。大连民族大学微信采用微信服务号，其中集成了基于模板消息的“校园短信”功能，使得任何绑定身份的教师和学生都能姓名或者学好进行即时通讯。同时“校园短信”与教务系统进行成绩、课表和考试的推送，与图书馆系统级联推送催还和欠费信息、与财务系统级联推送收费和报销信息。服务号功能是适于高校移动信息化，面向广大师生较好的选择。

微信企业号是2015年2月腾讯公司推出的面向组织管理和移动OA的微信号。同时2016年也同步推出了“企业微信”APP。企业号主要用于集成认证的移动办公自动化，腾讯提供了完善的组织架构管理，对人员及其部门进行管理，同时移动审批、校发通知、签到等功能全部实现移动化。不过微信企业号更适合高校教师组织的管理，因为人员相对固定，如果覆盖到学生需要大量维护学生的各种信息，还需要采集微信和手机的各种信息，此外其中的功能主要更适合于教师使用。

5 面向移动和数据中心的高校信息架构

面向移动和数据中心架构高校信息化需要认清一个事实，那就是几乎任何高校都存在封闭的应用系统，这些系统没有数据库或者封闭外界访问数据权限。对于这些系统可以采用网络爬虫技术或虚拟登陆技术对数据及操作进行校园应用服务总线ESB的封装[9-10]。至于以后权限的应用系统和数据库，也完全可以直接进行服务总线的封装,面向移动和中心数据库的高校信息架构如图3。

图3 面向移动和中心数据库的高校信息架构

企业号是一个互联网的连接器。在这个架构中，微信企业号是作为人事组织管理校园总线服务的提供者，而非高校中数据中心[11-12]。这是由于微信企业号可以作为高校的组织机构管理系统和即时通讯应用服务。微信企业号可以提供教工的中心服务功能。企业号可以任意添加和修改人员字段，同时提供开放接口对职工信息进行安全获取[13]。微信企业号作为高校信息化人员中枢主要是由于高校人员变动频繁，如部门调动、职级变动，多部门从属等，企业号可以提供很好的管理方式去处理这些频繁的数据变动。此外，微信企业号还提供了基于微信的身份接口包含OAuth验证接口和userid与openid互换接口，可以广泛用于各个系统的登陆和统一认证，同时提供了实时的消息发送功能[14]。微信企业号在高校移动信息化和中心数据的作用如图4。

图4 微信企业号在高校移动信息化和中心数据的作用

通过完整的校园ESB服务总线的设计，不仅可以统一数据及服务平台，更能对构建面向移动和数据中心的高校信息化平台的架构提供帮助[15]。这种架构的优势如下：

(1)松散耦合，系统互联互通的成本和开发量最小；

(2)移动化将被动查阅的信息变为主动信息推送；

(3)消息在平台免费即时传递；

(4)可扩展性好，可以不断接入新的系统；

(5)安全性好，通过扫描登陆可以解决传统用户密码模式的诸多问题；

(6)管理成本低廉，可以大大降低高校信息化建设的成本。

6 结 语

结合多年来高校信息化过程和移动信息化发展规律，通过实践，以大连民族大学信息化为例，详细论述了面向移动和数据中心的高校信息化发展趋势和架构。论述了系统之间的组织原则，以及如何在各种异构系统之间，通过构建校园服务ESB总线将不同系统集成与移动端。设置了高校移动信息化指标体系和数据中心度量指标，通过指标体系可以方便对比不同高校的移动信息化水平和数据中心程度。同时，论述了微信企业号对于移动信息化的作用，微信企业号不仅可以作为人事管理中心库同时还可以作为身份认证的服务。在该架构下，可以不断扩展和提升高校信息化水平和服务质量。

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(责任编辑 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

塞尔网络下一代互联网技术创新项目(NGII20160612)；中央高校基本科研业务费专项资金资助(20150332,DC201502100401)。

王存睿 (1980-)，男，吉林辽源人，副教授，硕士生导师，主要从事软件工程与人工智能研究。

2096-1383(2017)03-0257-06

TU317

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