高校信息系统数据共享技术的研究与分析

孙晓磊，冯 涛，李 朋，李亚娟，张金芳

(1.河北水利电力学院教务处，河北省沧州市重庆路1号 061001； 2.河北水利电力学院计算机科学与信息工程学院，河北省沧州市重庆路1号 061001)

1 研究背景

信息技术的飞速发展对生产、生活和学习等方方面面都产生了巨大的影响，目前，大部分高校都已经建立了适合自己业务的信息管理系统，比如教务系统、办公系统、财务系统、科研系统等[1][2]。信息技术已经对高校管理工作带来了极大便利，提高了工作效率。

随着业务逐渐增加，高校引入更多的信息系统来辅助和推进工作，愈来愈依赖信息系统，同时，一些问题也慢慢凸显出来。这些系统基本上都是独立存在的，尽管这些系统可能同时需要一些共同的数据信息，但是基本上都是通过人工转换、导入导出等方式来实现基本数据的共享，信息传递过程中，可能造成数据的不准确性、数据更新和变动的滞后性等问题。并且这些信息系统没有统一的标准，后台数据库不同，数据格式也不相同，如果实现数据信息共享，难度很大。比如，在新生入学时，教务系统会获取学生的基本信息，这些信息是比较准确的，而其他系统中也有可能会用到学生信息，例如高校的财务系统需要学生相关信息来统计缴纳学费等情况，财务系统中的学生数据应该和教务系统中的数据相同。如果这两个系统不能实现数据的共享或者数据的同步更新，长此以往，将不利于后续的数据统计和分析等操作，逐渐形成信息的“孤岛现象”[3]，管理系统之间的数据不能得到最大化的利用和整合。因此，如何高效的使用高校管理系统中的数据信息，并实现数据之间的共享和利用也就成为目前亟待解决的问题。

2 研究现状

当前，各大高校使用的信息系统按照用途有以下几种类型：

教学管理类：教务管理系统、考勤管理系统、实践教学管理系统、图书馆管理系统等。

教学辅助类：网络教学平台、视频制作播放平台等[4]。

后勤服务类：校园一卡通系统、后勤管理系统等。

行政管理类：OA系统、财务管理系统、人事管理系统、科研管理系统等。

使用这些信息系统来辅助教学管理工作，有效地提高了工作效率，但随着高校对信息系统的依赖性的增强，越来越多的信息系统被引入和使用。因此，也带来了一些弊端。现如今，高校的信息系统存在以下问题。

(1)高校采用的信息系统众多，使用的后台数据库、开发工具各不相同，采用的数据格式也不尽相同。

(2)高校相关部门在采用该信息系统时，考虑更多的是如何更加方便自己的业务管理，对于信息共享等方面考虑较少。多个信息系统之间基本上也没有数据的共享，但是却又对同一信息有管理和使用权，比如，考勤管理系统和教务系统中都存在着学生信息管理的功能。

(3)大部分信息系统都是基于信息的管理[4]。

针对上述问题，大部分高校采取的办法和措施主要有虚拟数据模式和数据仓库两种模式[5]。虚拟数据模式提供异构统一的全局逻辑视图将底层的详细数据屏蔽掉，使得用户可以像对待一个数据源那样对多个数据源实时查询和处理，同时保持数据源各自的独立性和完整性[5]；数据仓库模式将不同数据库中大量分散的数据经过ETL环节[6-7]抽

图1 ETL结构图

取、清洗、处理到一个数据仓库中，其他信息系统或用户可以像访问普通数据库一样来访问数据仓库中的数据，抽取的数据需要转换成数据仓库模式才可以存储到数据仓库[2][8]，其ETL结构如图1所示。虚拟数据模式和数据仓库模式是基于全局数据模型或者通过直接将需要的数据通过数据复制或迁移手段存储到数据仓库的方式完成数据集成和共享的。

3 本校不同信息系统之间数据共享的策略

本校需要数据交互的软件主要有实践教学管理系统、财务软件系统、科研管理系统、教务管理系统、图书管理系统、一卡通、雨课堂、OA系统、学生考勤管理系统等。这些信息系统软件的数据比较分散，系统之间交换数据比较困难。如果需要对方的数据，通常都是进行excel或者文本方式的传输，这种传输方式效率很低，并且数据不准确、易出错。如果数据源更新，不能在第一时间进行同步和获取实时数据，导致这些数据形成了信息孤岛，不能很好的形成数据共享。

因此对校内的部分信息系统的相关信息进行了调查和分析，旨在保持原有系统的继续使用，在此基础上，根据不同系统软件来规划和设计获取数据和更新数据的方法[8]。如表1所示。

表1 本校信息系统相关信息

本校的公共数据众多，目前列出主要的几种公共数据集。

(1)学生信息

高校管理中，最主要的一个群体就是学生，高校管理系统中，比如实践教学管理系统、学生考勤管理系统、教务管理系统、图书管理系统、一卡通、雨课堂等信息系统都是针对学生的管理。这些系统中都需要学生信息，使用率很高，但是需要一个统一的信息来源，根据本校的实际情况，学生信息主要来源可以是教务管理系统或一卡通。其中图书管理系统从一卡通中抽取学生信息，而学生考勤管理系统、实践教学管理系统、雨课堂、财务软件系统从教务管理系统中读取学生信息。

(2)教师信息

除了学生之外，在高校管理中，另外一个主体就是教师，比如，教务管理系统、科研管理系统、财务管理系统等都与教师相关，因此教师信息的使用率也很高。教工信息包括教师的职工号、研究方向、最高学历、职称、职务等基本信息。由于本校无人事管理系统，所以教师信息主要由科研管理系统和教务系统共同提供。

(3)上课信息

上课信息主要包括学生选课情况、学生课表、学生成绩、教师课表、教师调停课信息等等。上课信息是高校最主要的任务，也是教学质量监督的重要依据，影响着高校的很多决策。本校使用教务管理系统来对教学进行管理和运行，因此上课信息的主要来源是教务管理系统[9]。本校主要有学生考勤管理系统和雨课堂两个信息系统需要从教务系统中读取上课信息。

(4)专业班级信息

本校存在学生转专业、专接本、大类招生等，这些情况都会使专业班级信息发生变动，实践教学管理系统、雨课堂、学生考勤管理系统需要从教务系统中获取专业班级信息。

3.1 数据获取

很多系统软件可以通过访问和查询某一软件系统创建的数据库视图来实现数据的共享[6]。教务管理系统采用了Oracle数据库，在该数据库上建立共享用户，并授予部分基本信息视图的查询、读取等权限。在获取数据的目的系统，通过共享用户对基本信息视图进行查询和读取[4]。

例如，教务管理系统是Oracle数据库，考勤管理系统是MySql数据库，在教务系统的数据库中新建用户kad，赋予查询、读取权限，同时创建xsxx(学生信息)、jsxx(教师信息)、kcb(课程表)等视图。考勤管理系统运行时，需要访问kad用户下的xsxx、jsxx、kcb来获取需要的数据，并将读取的信息进行计算，成为自己数据库中的数据。

3.2 数据的同步更新

学生退学、留级、新生入学，教师入职、教师更换部门，课程调整、更改，这些数据源信息一直变动，作为获取这些数据的信息系统来说，需要更新后的数据来保证数据的一致性和准确性。在数据同步时，结合本校的实际情况采用以下方法来实现。

图2 数据获取方法

(1)同构数据库中，采用触发器方式，一旦源数据有更新，则将更新的数据传递到另一端。比如一卡通系统和图书管理系统系统的后台数据库都在Oracle数据库上，图书系统需要学生的相关信息，那么一卡通系统可以在数据库中建立学生信息视图，图书管理系统可以调用一卡通系统中的视图来完成一系列操作。如果一卡通中的学生信息有更新，那么需要在学生信息表上建立相应的触发器，可以将变动的内容触发到图书管理系统中相应的表中[4]。

(2)在异构数据库中，例如考勤系统的数据库是MySql，教务系统的数据库是Oracle。对于不同数据库的信息系统之间的数据传递，需要采用以下方法进行更新。

①全部更新

即使数据源的部分内容有变动或更新，目标数据库仍然抽取数据源中所需表格(或视图)中的所有内容[8]。这种方法能够确保数据源的数据和目标数据库中的数据完全一致，准确率很高。但是抽取全部数据会涉及大量的数据，消耗大量的资源和时间，并且对服务器配置和性能要求很高。

②增量更新

增量更新是指仅对发生改变的那部分内容抽取到目标数据库中，增量更新减轻了服务器端的负担。

本校采用增量更新来进行数据的同步更新。考勤管理系统需要从教务系统中获取学生信息、教师信息、课程信息等，其中课程信息涉及到上课时间、地点和任课教师等，其中课程信息变动频率较高，数据量也较大，所以需要定时对视图中变动的那部分内容进行重新读取，此时需要设置定时任务，例如设置每天在特定的一个时间点(尽量晚上时间)进行数据的更新和同步。

此外，有的数据变动较少，比如实践教学管理系统等软件从数据源中读取原始数据以后，如果期间有数据的更新，则仅仅需要在该系统的编辑界面上进行增删等操作即可。实践教学管理系统在本校刚引进，处于初级阶段，功能少，需要数据源中的学生信息、教师信息，那么针对这些信息而言，变动比较少，所以可以选择直接在编辑页面进行修改；雨课堂需要从数据源中获取学生信息、教师信息、班级信息，针对班级信息的变动，也选择在雨课堂的编辑页面进行修改，这种方式更有效，可以减轻每次都需要将所有信息在后台更新带来的负担。

通过采用上述建立虚拟视图和更新数据的方法，提高了工作效率，首先不需要每次提供文本或excel文件，再次，如果有数据更新，也不需要时刻将更新的数据提供给其他信息系统，节省了大量时间。

4 结束语

目前高校的数据共享方式多样化，没有一个规范化的方式，缺点是杂乱无章，数据可靠性太低，当下数据量不多的情况还能应付。但是学校规模在逐步扩大，随之，管理要求也会提高，部门之间的联系越来越紧密，软件之间的数据共享会越来越多，我们在原有的模式上还需要进一步规划和设计，结合当下的新技术将所有基础数据抽取出来进行整合，建立一个统一的数据共享平台，使各学院和职能部门都能进行访问和读取，同时可以建立外部接口，供外部用户查询公共信息，进一步实现信息化资源共享[8]。